基于碳納米紙傳感器的復合材料結構低速沖擊損傷監(jiān)測

編號：FTJS07220

篇名：基于碳納米紙傳感器的復合材料結構低速沖擊損傷監(jiān)測

作者：盧少微 杜凱 王曉強

關鍵詞： 材料結構 拉伸 低速沖擊 全向碳納米紙傳感器 傳感系數 損傷監(jiān)測

機構： 沈陽航空航天大學材料科學與工程學院 沈陽航空航天大學航空宇航學院

摘要： 針對復合材料對沖擊載荷比較敏感、內部損傷不易發(fā)現的問題,提出一種利用碳納米紙薄膜作應變傳感器的復合材料結構件低速沖擊損傷監(jiān)測方法。在拉伸條件下,對圓形和矩形碳納米紙薄膜進行不同方向的傳感系數測試,發(fā)現圓形碳納米紙傳感器具有較高且穩(wěn)定的傳感系數155.63,可以作為全向傳感器監(jiān)測沖擊損傷。復合材料結構的沖擊損傷由傳感器的電阻變化率和超聲C掃描結果同步表征。研究結果表明,傳感器的電阻隨著沖擊能量的增加而增加,基于全向碳納米紙傳感器的結構健康監(jiān)測不僅可以靈敏感知低速沖擊損傷,為損傷程度評估提供客觀數據,而且通過分析不同方向BP傳感器的電阻變化可以判斷損傷位置。進一步與傳統C掃描結果相比較表明,全向碳納米紙傳感器可以有效預判低速沖擊損傷,用于航空航天復合材料結構件的實時在線健康監(jiān)測。