基于激光扫描法辨识热环境下纤维/树脂基复合材料损耗因子

作者：李晖^*; 梁晓龙; 常永乐; 闻邦椿

来源：复合材料学报, 2018, 35(10): 2813-2822.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20171214.001

• 纤维增强树脂基复合材料
• 热环境
• 损耗因子
• 激光扫描
• 辨识方法

提出了激光扫描法辨识热环境下纤维/树脂基复合材料损耗因子。首先,以该类型复合材料薄板试件为例,基于复模量法对其在热环境下的振动响应进行了理论求解;然后,建立了复合材料薄板的激光扫描框架模型,并在分别通过激光扫描法和复模量法获得其振动响应的基础上,利用最小二乘法构造响应相对误差函数,进而辨识获得热环境下纤维/树脂基复合材料在纤维各个方向的损耗因子。接着,在明确了热环境下复合材料损耗因子辨识原理的基础上,总结并概括出一套合理、规范的辨识流程。最后,搭建了基于激光扫描热环境下复合材料薄板振动测试系统,并以TC500碳纤维/树脂基薄板为研究对象,在常温到300℃的高温环境下对其前4阶共振响应进行了实际测试,并通过第1阶共振响应数据对损耗因子进行辨识。结果表明,在温度从常温上升到300℃时,纤维/树脂基复合材料的损耗因子呈现不断增大的趋势。另外,还将辨识出的100℃下对应的材料损耗因子代入到理论模型中,计算得到了复合材料薄板试件在该温度下的第2、3、4阶共振响应的理论结果,通过与相同温度下实验测试获得的第2、3、4阶共振响应进行对比可知,两者的偏差在1.4%～13.8%之间,进而验证了所提出的辨识方法的有效性和实用性。

• 单位
  自动化学院; 东北大学