CN109523197A - 一种纤维增强复合材料的失效评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强复合材料的失效评估方法，本发明通过对待评估纤维增强复合材料工作环境环境的分析和待评估纤维增强复合材料时间的推断，以及待评估纤维增强复合材料的实时内部状况，分析其内部结构在该环境下的有效工作时间。以此来评估该纤维增强复合材料的失效时间，以及失效时可能会发生的状况。并且在评估前采集数据时采用无损检测的方法避免了采集数据时损伤纤维增强复合材料的内部结构影响其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及失效评估领域，尤其是涉及一种纤维增强复合材料的失效评估方法。
背景技术
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP)，碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。
纤维增强复合材料由于具有比强度、比模量高、抗疲劳能性好等优异的性能，被越来越广泛地应用于航空航天及其他工程领域。纤维增强复合材料层合结构为复合材料应用中普遍采用的一种结构形式，典型实例有发动机燃烧室、复合材料发射筒、各种压力容器等。这类结构对承载能力的可靠性要求较高，其可靠性评估一直是学术界和工程界关注的热点。
一旦纤维增强复合材料濒临失效，在没有察觉的情况下继续使用将会造成一定的事故。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种纤维增强复合材料的失效评估方法，其具体步骤如下：
S1、种类确定：检索相关资料，确定待评估的纤维增强复合材料的具体种类及成分构成；
S2、时间确认：通过资料检索查阅该待评估纤维增强复合材料的制备日期和使用期限；
S3、无损检测：采用内部探测装置检测该纤维增强复合材料内部的实时状况；
S4、环境分析：采集待评估纤维增强复合材料的使用环境；
S5、数据分析：将内部探测装置检测出的数据和待评估纤维增强复合材料的使用环境相关数据导入计算机中进行数据分析；
S6、失效评估：根据计算机分析结果评估待评估纤维增强复合材料的失效时间。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，纤维增强复合材料的种类包括玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料以及芳纶纤维增强复合材料，检索相关资料时确定待评估纤维增强复合材料的种类及其内部构成组分的配比。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中，检索相关资料，确认该纤维增强复合材料的生产日期和首次使用日期。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S3中，采用康普顿背散射成像技术和γ射线检测技术对该纤维增强复合材料进行无伤检测。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中，环境分析包括该纤维增强复合材料的工作温度、相对湿度和该纤维增强复合材料的工作受力状况。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S5中，数据分析时根据步骤S1中确认的纤维增强复合材料的种类采用相应的计算公式带入收集的相关数据进行计算分析。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S6中，失效评估得出的评估纤维增强复合材料的失效时间为1～3月的范围值，且评估在该范围内每周的失效概率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过对待评估纤维增强复合材料工作环境环境的分析和待评估纤维增强复合材料时间的推断，以及待评估纤维增强复合材料的实时内部状况，分析其内部结构在该环境下的有效工作时间。以此来评估该纤维增强复合材料的失效时间，以及失效时可能会发生的状况。并且在评估前采集数据时采用无损检测的方法避免了采集数据时损伤纤维增强复合材料的内部结构影响其使用寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种纤维增强复合材料的失效评估方法，其具体步骤如下：
S1、种类确定：检索相关资料，确定待评估的纤维增强复合材料的具体种类及成分构成；
S2、时间确认：通过资料检索查阅该待评估纤维增强复合材料的制备日期和使用期限；
S3、无损检测：采用内部探测装置检测该纤维增强复合材料内部的实时状况；
S4、环境分析：采集待评估纤维增强复合材料的使用环境；
S5、数据分析：将内部探测装置检测出的数据和待评估纤维增强复合材料的使用环境相关数据导入计算机中进行数据分析；
S6、失效评估：根据计算机分析结果评估待评估纤维增强复合材料的失效时间。
本发明的工作原理是：
通过对待评估纤维增强复合材料工作环境环境的分析和待评估纤维增强复合材料时间的推断，以及待评估纤维增强复合材料的实时内部状况，分析其内部结构在该环境下的有效工作时间。
以此来评估该纤维增强复合材料的失效时间，以及失效时可能会发生的状况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (7)
1.一种纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，其具体步骤如下：
S1、种类确定：检索相关资料，确定待评估的纤维增强复合材料的具体种类及成分构成；
S2、时间确认：通过资料检索查阅该待评估纤维增强复合材料的制备日期和使用期限；
S3、无损检测：采用内部探测装置检测该纤维增强复合材料内部的实时状况；
S4、环境分析：采集待评估纤维增强复合材料的使用环境；
S5、数据分析：将内部探测装置检测出的数据和待评估纤维增强复合材料的使用环境相关数据导入计算机中进行数据分析；
S6、失效评估：根据计算机分析结果评估待评估纤维增强复合材料的失效时间。
2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，纤维增强复合材料的种类包括玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料以及芳纶纤维增强复合材料，检索相关资料时确定待评估纤维增强复合材料的种类及其内部构成组分的配比。
3.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S2中，检索相关资料，确认该纤维增强复合材料的生产日期和首次使用日期。
4.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用康普顿背散射成像技术和γ射线检测技术对该纤维增强复合材料进行无伤检测。
5.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S4中，环境分析包括该纤维增强复合材料的工作温度、相对湿度和该纤维增强复合材料的工作受力状况。
6.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S5中，数据分析时根据步骤S1中确认的纤维增强复合材料的种类采用相应的计算公式带入收集的相关数据进行计算分析。
7.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的失效评估方法，其特征在于，所述步骤S6中，失效评估得出的评估纤维增强复合材料的失效时间为1～3月的范围值，且评估在该范围内每周的失效概率。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| 习年生: "纤维增强复合材料的损伤特征及", 《航空材料学报》 * |
| 赵海涛: "基于光纤传感技术的复合材料结构", 《硕士论文》 * |
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