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碳纤维复合材料已成为材料学一个重要领域,许多学者对其进行了研究,并将研究成果应用于多个领域,其优异的性能获得了广泛的认可。然而,碳纤维法承载能力较低,在受到低能量冲击时,一般不会形成肉眼可见的损伤,但材料内部结构的强度和刚度已降低,这对使用性能影响很大。因此,探究CFRP层合板低速冲击引起的损伤具有重要的意义。本文设计在CFRP层合板铺层之间嵌入布拉格光栅传感器(FBG),以监测层合板在受到连续外载时结构内部的损伤。 本文首先采用热压罐成型工艺制备CFRP层合板,并将光纤布拉格光栅传感器嵌入试样中,通过FBG监测了CFRP层合板在低速冲击载荷作用下的响应,并结合热揭层法给出了层合板的分层损伤情况。结果表明中心波长峰值可反映材料抗冲击能力的大小和损伤模式的转变;中心波长偏移值可反映材料内部的分层损伤发展,为FBG监测CFRP层合板的低速冲击损伤提供了依据。 本文还研究了CFRP层合板不同层间受到累积冲击时的损伤,实验数据表明,光纤布拉格光栅传感器可对CFRP层合板内部结构的破坏情况进行监测,且便于在不破坏试样时检测CFRP层合板。实验结果还表明,在受到低能量冲击后,层合板内部每一层均会形成不同类型的破坏,但靠近层合板试样受冲背面的铺层损伤最为明显,应重点研究。