(2)不同損傷類型的聲發射特征

       表2是對三次有效試驗得到的聲發射試驗數據的統計,經計算可以得出直接拉伸斷裂過程中占全部信號98%以上的聲發射信號幅度集中在30~60dB、持續時間不大于400μs。由表2得出樹脂微觀裂紋和樹脂宏觀開裂的聲發射特征值見表3。

　　

 

　　

 

(3)增韌劑含量對環氧樹脂試樣聲發射特性的影響

表4是添加不同比例增韌劑時環氧樹脂試樣直接拉伸斷裂得到的聲發射試驗數據。從表4中A-1~A-4的數據可以看出,隨著增韌劑CMP含量的增加聲發射信號產生起始時間推后,撞擊、振鈴計數和能量計數呈遞減趨勢,最大持續時間呈遞增趨勢。可見適當CMP增韌劑的添加從無損檢測的角度來說可以提高環氧樹脂的性能。A-2、A-5和A-6分別為添加8% CMP、丁腈和CTBN的試樣,三者比較可以看出增韌劑選擇順序為CTBN、CMP和丁腈。

　　

 2. 2　分級拉伸斷裂過程的聲發射特性

圖6為環氧樹脂分級拉伸斷裂過程負荷-聲發射幅度-時間曲線。從圖6可看出,聲發射起始載荷約為20 N,從聲發射起始到第一個載荷臺階約350 N聲發射信號很多,該階段的聲發射計數在整個試驗過程中最高,在保載過程中信號也持續不斷,但是信號幅度呈現下降趨勢。保載結束后向第二臺階加載時信號數量又上升,基本持續到第二載荷臺階約700 N時,在第二臺階保載時信號迅速變少,信號幅度一般不超過50 dB。向第三臺階1050 N升載時信號數量與第二次升載過程相當,在1050N保載時信號收斂。保載結束繼續升載的信號數量又開始上升,出現幅度為98 dB的聲發射信號后試樣很快發生斷裂。

　　

 環氧樹脂試樣分級加載聲發射特性是升載過程聲發射信號豐富、保載階段聲發射信號迅速減少,呈收斂狀態。由圖6計算出三個恒載臺階下聲發射延續時間見表5。

　　

 2. 3　重復拉伸斷裂過程的聲發射特性 
       材料重復加載時,重復載荷到達原先所加最大載荷前發生明顯聲發射的現象稱費利西蒂效應,費利西蒂比就是重復加載時產生聲發射信號時的載荷與原先所加最大載荷之比,費利西蒂比越大說明材料抗損傷性越好[2]。圖7為環氧樹脂重復拉伸斷裂過程負荷-聲發射幅度-時間曲線,根據圖7計算的費利西蒂比見表6。

　　

 從圖7和表6可以看出,環氧樹脂試樣存在費利西蒂效應。環氧樹脂試樣在第一次加載負荷達到350 N時,重復加載時的費利西蒂比是0. 971,由于費利西蒂比大于0. 95[3]說明前次加載對性能影響不大。但自第二次加載后再重復加載則費利西蒂比小于0. 95,說明加載載荷達到700 N時再重復加載則前次加載對環氧樹脂試樣的拉伸性能產生很大的影響。

環氧樹脂試樣重復拉伸斷裂時的聲發射特性是隨著重復加載次數增加,產生聲發射信號的數量逐次減少,每次產生聲發射信號時的起始載荷逐漸提高。

3　結論

(1)環氧樹脂試樣拉伸斷裂過程,聲發射信號產生一般分為孕育階段、產生發展累積階段、破壞失效階段三個階段。在整個環氧樹脂試樣拉伸斷裂過程中微觀裂紋產生的聲發射信號占主導地位。

(2)環氧樹脂微觀裂紋產生聲發射信號的特征是幅度小于60 dB、持續時間小于400μs,宏觀開裂產生聲發射信號的特征是幅度不小于98 dB、持續時間不少于13149μs。

(3)增韌劑含量的增加對環氧樹脂試樣聲發射特性有明顯影響。

(4)環氧樹脂試樣分級加載聲發射特性是升載過程聲發射信號豐富,保載階段聲發射信號迅速減少,呈收斂狀態。

(5)環氧樹脂試樣重復加載聲發射特性是隨著重復加載次數增加,產生聲發射信號的數量逐次減少,每次產生聲發射信號時的起始載荷逐漸提高。