(2)不同損傷類型的聲發(fā)射特征

       表2是對三次有效試驗得到的聲發(fā)射試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,經(jīng)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(fā)射信號幅度集中在30~60dB、持續(xù)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(fā)射特征值見表3。

　　

 

　　

 

(3)增韌劑含量對環(huán)氧樹脂試樣聲發(fā)射特性的影響

表4是添加不同比例增韌劑時環(huán)氧樹脂試樣直接拉伸斷裂得到的聲發(fā)射試驗數(shù)據(jù)。從表4中A-1~A-4的數(shù)據(jù)可以看出,隨著增韌劑CMP含量的增加聲發(fā)射信號產(chǎn)生起始時間推后,撞擊、振鈴計數(shù)和能量計數(shù)呈遞減趨勢,最大持續(xù)時間呈遞增趨勢?？梢娺m當CMP增韌劑的添加從無損檢測的角度來說可以提高環(huán)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(fā)射特性

圖6為環(huán)氧樹脂分級拉伸斷裂過程負荷-聲發(fā)射幅度-時間曲線。從圖6可看出,聲發(fā)射起始載荷約為20 N,從聲發(fā)射起始到第一個載荷臺階約350 N聲發(fā)射信號很多,該階段的聲發(fā)射計數(shù)在整個試驗過程中最高,在保載過程中信號也持續(xù)不斷,但是信號幅度呈現(xiàn)下降趨勢。保載結束后向第二臺階加載時信號數(shù)量又上升,基本持續(xù)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(shù)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(xù)升載的信號數(shù)量又開始上升,出現(xiàn)幅度為98 dB的聲發(fā)射信號后試樣很快發(fā)生斷裂。

　　

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

　　

 2. 3　重復拉伸斷裂過程的聲發(fā)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(fā)生明顯聲發(fā)射的現(xiàn)象稱費利西蒂效應,費利西蒂比就是重復加載時產(chǎn)生聲發(fā)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(huán)氧樹脂重復拉伸斷裂過程負荷-聲發(fā)射幅度-時間曲線,根據(jù)圖7計算的費利西蒂比見表6。

　　

 從圖7和表6可以看出,環(huán)氧樹脂試樣存在費利西蒂效應。環(huán)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(huán)氧樹脂試樣的拉伸性能產(chǎn)生很大的影響。

環(huán)氧樹脂試樣重復拉伸斷裂時的聲發(fā)射特性是隨著重復加載次數(shù)增加,產(chǎn)生聲發(fā)射信號的數(shù)量逐次減少,每次產(chǎn)生聲發(fā)射信號時的起始載荷逐漸提高。

3　結論

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

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

(3)增韌劑含量的增加對環(huán)氧樹脂試樣聲發(fā)射特性有明顯影響。

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

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