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原文传递一种基于HHT的玻璃纤维复合材料弯压损伤评价方法

专利名称：	一种基于HHT的玻璃纤维复合材料弯压损伤评价方法
摘要：	本发明公开了一种基于HHT的玻璃纤维复合材料弯压损伤评价方法，采用希尔伯特‑黄变换(HHT)方法处理声发射检测信号，应用处理后的时频分析图定量评价该材料的不同损伤阶段。首先通过弯曲力学加载试验，根据弯压加载位移曲线提取不同阶段玻璃纤维复合材料弯曲加载损伤过程中所产生声发射信号；然后分别进行HHT处理，得出时频分析图，分析不同阶段声发射信号时频特征，并建立它们之间的对应关系；最后根据时频图对玻璃纤维复合材料损伤进行损伤阶段分析和定量评价，从而实现玻璃纤维复合材料全寿命的定量评价和损伤预警的目的。这种方法还适用于其他增强纤维复合材料的健康监测，具有重要的实际应用价值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	南昌航空大学
发明人：	李秋锋;齐添添;李昕;陈果;卢超;周瑞琪;黄丽霞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910381772.7
公开号：	CN110007008A
代理机构：	南昌洪达专利事务所
代理人：	刘凌峰
分类号：	G01N29/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	330000 江西省南昌市丰和南大道696号
主权项：	1.一种基于HHT的玻璃纤维复合材料弯压损伤评价方法，其特征在于，玻璃纤维复合材料在受弯压载荷而发生损伤的全过程中，应用声发射检测技术，提取整个过程中所产生的声发射信号，由于玻璃纤维复合材料主要由树脂和纤维组成，其具有树脂和纤维两种材料的力学特性，其表现为既有树脂的一脆性，又表现为纤维的韧性，其力学曲线与损伤全过程现象复杂，采用希尔伯特-黄变换(HHT)方法处理不同损伤阶段采集到的声发射信号，并计算出时频分析图，与各损伤阶段建立对应关系，最后根据时频特征对玻璃纤维复合材料损伤进行损伤阶段分析和定量评价，达到监测玻璃纤维复合材料健康状况的目的，实现对玻璃纤维复合材料损伤生全寿命定量评价，方法步骤如下：步骤一：制备玻璃纤维复合材料力学测试试块，试块按照[0°/90°]铺层方式，尺寸为290mm×30mm×11mm；步骤二：弯压应力加载及声发射监测信号提取，将步骤一制备的玻璃纤维复合材料试块对称安放在弯压加载设备上，其两端支点距离为200mm，即支点距离试块中心均为100mm，同时在试块上按照中心对称方式布置好一对声发射传感器，传感器间距为120mm，即两个传感器距离试块中心均为60mm，将声发射检测设备准备好后，开始加载，加载速度为1mm/min，声发射检测设备同时开始检测，监测和提取整个加载过程中的声发射信号，直至试块断裂失效，加载设备停止工作；步骤三：根据监测全过程的弯压加载位移变化曲线，发现整个损伤过程可以分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、失效阶段和断裂阶段，由于弹性阶段没有明显声发射信号，因此采用希尔伯特-黄变换(HHT)方法处理在屈服阶段、失效阶段和断裂阶段时采集到的声发射信号，计算出相应时频分析图，并进行对比分析，发现在屈服阶段的信号时频特征为主要能量集中在低频段，且能量相对较弱；在失效阶段的信号时频特征为能量覆盖到更高的频率段，且能量相对更强；在断裂阶段，由于声发射信号持续出现，分布范围更广，各频率段都有高能量信号，具有多个失效阶段信号叠加的时频特征。步骤四：根据上述时频特征，建立时频图与损伤阶段间的对应关系，并应用于玻璃纤维复合材料损伤全过程评价中，可通过声发射信号时频特征评价出玻璃纤维复合材料的不同损伤阶段，实现对玻璃纤维复合材料损伤全过程的定量评价。
所属类别：	发明专利