CN111948050A - 基于同步辐射ct的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法 - Google Patents

基于同步辐射ct的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉‑拉疲劳损伤演化研究试验方法，所述方法从宏观和细观两个尺度分析三维机织复合材料疲劳损伤特性。通过在疲劳加载过程中原位实时观测试验件的动态刚度以及试验件表面温度，得到此时材料所处的疲劳退化阶段。将不同的试验件疲劳加载至不同的退化阶段后停止试验，将带有损伤的试验件切割、打磨、抛光，然后送至同步辐射CT进行损伤检测。通过分析CT重构后的三维图像，获得碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料疲劳损伤演化历程和损伤机理。本发明解决了传统CT无法清楚区分碳纤维和环氧树脂的问题，同时解决了三维机织复合材料疲劳损伤机理观测困难的问题。

Description

基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉 疲劳损伤演化研究试验方法
技术领域
本发明涉及一种结合力学测试、红外热成像和同步辐射CT(SRCT)的研究碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料疲劳损伤的宏细观试验方法。
背景技术
三维机织复合材料最早是在1960年代被开发，其克服了二维层合板的缺点。与层合板和二维编织复合材料相比，三维机织复合材料具有较高的抗分层性、较高的断裂韧性、更高的损伤容限和良好的形状可设计性，因此这种材料受到越来越多的关注。此外，在存在多向机械应力和热应力的情况下，三维机织复合材料也能够很好的胜任。该种材料已被广泛应用于许多领域，例如民用建筑、航空航天领域、风力涡轮机和人体假肢等。然而，由于三维机织复合材料具有复杂微观结构，在研究其微观损伤行为方面，尤其是在疲劳损伤演化方面，人们仍然面临着许多挑战。疲劳失效是一种十分重要失效模式，疲劳会导致结构退化和承载结构在远低于强度下失效。因此，理解三维机织复合材料的疲劳损伤演化及其对材料性能退化的影响对于评估结构的长期安全性至关重要。
复合材料在疲劳过程中的刚度退化已被广泛用于表征疲劳损伤。但是，对于三维机织复合材料，由于其复杂的编织结构，导致刚度退化的因素也非常复杂。迄今为止，相关研究中采用了一系列无损检测技术以及原位观测技术来研究机织复合材料的损伤行为。例如，一些研究者采用数字图像相关技术(DIC)来获取被测试件表面应变场，并依此确定损伤较大的位置。声发射(AE)已被广泛用于测量损伤，其声学特性可用于检测复合材料内部的损伤模式，例如基体开裂，分层和纤维断裂。红外热成像(IRT)是一种非接触式温度测量技术，已被应用于获取试验件表面温度分布图，研究表明材料的温升与材料内部疲劳损伤的发展有关。但是，以上技术无法直观反映三维机织复合材料内部的复杂破坏模式。另一种无损检测技术——X射线计算机断层扫描(CT)技术，能够可视化观测被测复合材料内部的三维变形和疲劳损伤行为。近年来，有相关研究提出了用于研究复合材料疲劳损伤演化的原位CT检测技术。这种方法可以获得更真实、连续的疲劳损伤演化过程。然而CT技术在碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料疲劳损伤演化中的应用仍然非常有限。原因之一是，碳纤维和环氧树脂都属于弱X射线吸收材料，并且具有相似的X射线吸收系数，这使得常规的吸收成像方法难以获得清晰的碳纤维/环氧树脂样品的重构图像。与传统的X射线CT相比，同步辐射CT(SRCT)是一种用于损伤检测的先进技术，由于它具有更高的能量和更好的相衬，已被用于环氧树脂基碳纤维增强复合材料的损伤研究当中。但是，SRCT设备是世界范围内的稀缺资源。此外，SRCT的大多数应用都集中在静态损伤检测上，尚未发现使用SRCT来研究碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料的疲劳损伤演化的相关报导。
发明内容
为了研究碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料拉-拉疲劳性能和疲劳损伤演化，本发明提供了一种基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，包括如下步骤：
步骤一、准备待测三维机织复合材料平板，通过测量获取该复合材料编织结构最小单胞尺寸信息，包括单胞经向长度、单胞纬向长度；
步骤二、根据步骤一获得的待测三维机织复合材料单胞尺寸信息，设计试验件，试验件的设计应遵循如下原则：
(a)试验件形状需设计成骨棒形，目的是保证疲劳损伤发生在试验件宽度最小处，进而便于损伤区域的确定；
(b)确定试验件长度时，应保证试验件端部到中间标距段的过度平缓，不至于应力集中过大；
(c)试验件标距段应能够真实表征材料性能；
(d)试验件端部夹持区尺寸应能够匹配疲劳试验机的夹持尺寸，在保证试验件端部夹持区能够完全包含在试验机夹持部件之内的前提下，尽可能将试验件端部夹持尺寸设计的更大，以保证疲劳过程中牢固的夹持；
步骤三、绘制试验件加工图纸，并生成可供切割设备识别的数据格式；
步骤四、切割试验件，控制方式采用数控，并严格按照步骤三所绘制的图纸切割，切割时应注意以下事项：
(a)应按照试验要求，在三维机织复合材料板上标注试验件长度方向，保证最终切割的试验件长度方向与试验方案一致；
(b)切割过程中降低走刀速度，尽量降低切割过程对试验件边缘的损伤；
(c)切割后的试验件用清水将表面冲洗干净并晾干；
步骤五、切割加强片，建议加强片材料选用与待测材料刚度相近的材料；
步骤六、对试验件进行打磨，消除切割损伤及改善试验件表面光洁程度；打磨后首先用清水冲洗干净，再用无水乙醇擦拭试验件表面，以去除顽固污垢；
步骤七、选用加强片粘接材料，推荐使用复合材料专用的高温固化胶膜；
步骤八、粘贴加强片，加强片粘贴之前首先要对试验件和加强片表面进行充分清洁，采用无水乙醇擦拭试验件及加强片表面，并晾干；待试验件与加强片晾干之后，首先将事先准备好的加强片粘接材料预粘在试验件端部，然后再与加强片粘接材料表面固定加强片；
步骤九、固化，依据加强片粘接材料的具体固化说明，在可控温环境箱中固化加强片粘接材料；待固化完成后取出试验件放置于室温下冷却；
步骤十、为试验件编号并测量几何尺寸，试验件编号应简明易懂，应采用油性记号笔将编号标记于加强片表面；测量试验件尺寸，包括试验件长度、试验件标距段宽度、试验件厚度；
步骤十一、调试设备，试验中涉及到的设备包括：加载试验机、DIC测试系统、红外热成像仪，其中DIC测试系统只用于准静态试验当中，红外热成像仪只用于疲劳试验中，设备调试主要包含以下几个方面：
(a)加载试验机试运行，保证机器正常运转；
(b)DIC机位固定，并完成标定；
(c)红外热成像仪机位固定，并试运行，确保正常运转；
(d)疲劳试验程序编译；
(e)DIC采集程序编译；
步骤十二、准静态试验，试验采用位移控制模式进行，同时采集试验机载荷以及位移数据，待试验件被拉断后停止加载，将采集获得的DIC应变数据和试验机的载荷进行处理，计算出试验件的极限拉伸强度和弹性模量；
步骤十三、疲劳试验，依据试验需求，设置疲劳试验参数，包括疲劳载荷峰值、应力比、加载频率等；疲劳试验机需采集的数据包括：载荷峰谷值、位移峰谷值、循环周次、一定间隔的载荷位移实时值；疲劳试验同时用红外热成像仪记录试验件表面温度；为检测不同刚度退化阶段材料内部的损伤形式，需将相同加载水平的不同试验件加载至刚度退化的不同阶段，具体实施方法如下：
(a)根据测试需求选取应力水平，并根据试验件尺寸计算疲劳加载峰值；
(b)首先选取3个以上试验件，并疲劳加载至最终失效，将各试验件寿命的平均值作为该载荷水平下的疲劳寿命；
(c)绘制上述试验件的刚度退化曲线，采用试验机采集的单个循环下载荷-位移峰谷值计算等效刚度(L-D斜率)，并将上述L-D斜率采取归一化处理，获得刚度退化曲线，L-D斜率的计算表达式为：
Figure BDA0002634750050000061
式中：S代表L-D斜率；Lmax代表一个循环周次内的最大载荷；Lmin代表一个循环周次内的最小载荷；dmax代表一个循环周次内的最大位移；dmin代表一个循环周次内的最小位移；
(d)根据刚度退化曲线规律，将疲劳过程分为不同阶段；
(e)另取试验件进行分阶段疲劳试验，即将试验件加载至刚度退化的不同阶段后停止试验，以供后续分析不同疲劳寿命阶段的疲劳损伤形式；
步骤十四、同步辐射CT(SRCT)检测试样准备，将上述带有损伤的试验件进行切割取样，切割位置为试验件中间段标距区域，切割尺寸应符合SRCT探测器视野尺寸要求；取样后对样品表面打磨、抛光；
步骤十五、SRCT检测，检测过程分为以下步骤：
(a)选定探测器型号，根据样品大小及检测分辨率要求，选用合适的探测器；
(b)选定转台，根据样品高度，以及现场情况选择合适的转台；
(c)校轴，对转台旋转轴进行校正，该步骤应由SRCT实验室专业人员完成；
(d)检测参数确定，根据样品实际检测情况，通过反复调试，选择合适的SRCT检测参数，需要确定的参数包括：X射线能量、照片的曝光时间、转台的旋转速度等；
(e)检测，放置样品后，人员离开射线室，并关好安全门，打开光源，待光源参数稳定后，首先采集背景图像，之后开始采集样品图像，待图像采集稳定后，开始转台旋转，正式采集开始；采集结束后，关闭光源，另采集无光情况下的背景图像；
步骤十六、图像处理：图像处理过程包括相位恢复、重构两大部分，其中：相位恢复应在SRCT专业人员的指导下进行，重构过程采用上述相位恢复所获得的切片图像进行，重构目的是恢复被测试样的三维信息，以便后续的损伤分析；
步骤十七、损伤分析：通过三维重构分析软件进行损伤分析，损伤分析包括定性分析和定量分析，其中：定性分析采取图像切片配合三维图像的方法，分析三维机织复合材料各组份内部的裂纹形式，分析各组份之间界面裂纹的分布及走向，通过各切片图像之间的配合分析出整体的损伤机理；定量分析是采用软件的图像处理工具，分析裂纹体积百分比、孔隙率等信息，为最终结果提供量化支撑；
步骤十八、疲劳损伤演化机理分析：结合前述步骤中获得的宏观刚度退化数据、温度上升数据、各阶段试验件细观SRCT损伤检测结果，整体分析碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料疲劳损伤机理及损伤演化过程，获得的结果包括：各阶段的损伤形式；随着疲劳周次的增加各损伤的演化过程；影响疲劳寿命的主要损伤等。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明结合力学测试、红外热成像、同步辐射CT(SRCT)等多手段，可以做到从宏观到细观分析碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料的疲劳损伤演化历程和损伤机理。
2、本发明解决了传统CT无法清楚区分碳纤维和环氧树脂的问题，同时解决了三维机织复合材料疲劳损伤机理观测困难的问题。
3、本发明为碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料的疲劳损伤演化研究提供了可行可信的试验手段，并可将该方法推广至拉-压疲劳、压-压疲劳、面内外剪切疲劳的损伤演化机理观测当中。
附图说明
图1为三维机织复合材料及拉-拉疲劳试验件几何图：(a)碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料三维示意图；(b)准静态及疲劳试验试验件几何尺寸图；
图2为准静态和疲劳测试系统；
图3为采用同步辐射CT(SRCT)进行损伤检测的流程示意图；
图4为碳纤维/环氧树脂复合材料准静态加载下的应力-应变曲线及相应的弹性模量、极限抗拉强度；
图5为使用SRCT准静态试验件检测结果：(a)试样的整体3D图像；(b)损伤区域的3D图像；(c-d)分别为沿着缝经纱和经纱方向的典型横截面；(e-f)为两个沿着纬纱方向的典型横截面；
图6为载荷-位移(L-D)磁滞响应曲线以及L-D斜率退化与温度上升之间的对应关系曲线：(a)试验件F的L-D磁滞响应随着疲劳周期的增加而变化图；(b)L-D斜率退化和温度上升(实线表示试样A、B、C、D、E和F的刚度下降曲线；虚线表示上述试样对应的表面温度上升曲线)；
图7为试验件F在不同循环周次下的表面温度场；
图8为刚度退化第一阶段的SRCT损伤图；
图9为经纱内部裂纹；
图10为第二阶段(试验件B和试验件C)的SRCT损伤检测结果；
图11为刚度退化第三阶段(试验件F)的SRCT损伤检测结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，所述方法从宏观和细观两个尺度分析三维机织复合材料疲劳损伤特性。通过在疲劳加载过程中原位实时观测试验件的动态刚度以及试验件表面温度，得到此时材料所处的疲劳退化阶段。将不同的试验件疲劳加载至不同的退化阶段后停止试验，将带有损伤的试验件切割、打磨、抛光，然后送至同步辐射CT进行损伤检测。通过分析CT重构后的三维图像，获得碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料疲劳损伤演化历程和损伤机理。
1、材料及试验件设计
本发明中的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料的三维示意图如图1(a)所示。在本发明中，载荷方向与经纱方向一致。复合材料板通过RTM工艺制造。准静态和疲劳试验件被设计成为骨棒形状，如图1(b)所示，骨棒形试验件的设计可确保损伤起始于标距区域内。在设计试验件尺寸时，保证试验件所表现出的力学行为具有充分的代表性。为此，本发明中试验件标距区域的长度和宽度都设计为20mm。在试验件加工过程中，首先将试验件按照设计尺寸从复合材料板上切下。切割完毕后，用砂纸打磨试样的边缘，进一步消除切割造成的机械损伤。最后将加强片粘贴到每个样品的端部。
2、试验方法
(1)准静态试验
为了定义疲劳测试的应力水平，首先需要确定准静态极限抗拉强度(UTS)。准静态拉伸试验是在室温条件下，在液压伺服试验机上进行的。准静态试验采用位移控制加载。在测试过程中，使用了三维数字图像相关(3D-DIC)系统来测量试验件的表面应变场。本发明中通过在加载系统和DIC系统中编译程序实现两者数据同步采集。准静态和疲劳测试的测试设置如图2所示。
(2)拉-拉疲劳试验
拉-拉疲劳试验也通过图2所示的加载系统进行。所有疲劳试验均在室温下进行，并采用恒定振幅正弦波形和0.1应力比的载荷控制来进行。应力比定义为
Figure BDA0002634750050000111
其中Lmax和Lmin是最大和最小施加载荷。疲劳测试的频率设置为10Hz。在加载过程中使用红外热像仪实时监测试验件表面的温度。为了研究疲劳损伤演变与刚度退化之间的关系，需要在最终破坏之前，将试验件加载至不同阶段后停止加载。本发明采用极限抗拉强度的80％作为疲劳加载的载荷水平。并总共进行了如下所示的六个测试：
(a)1个试验件被加载至刚度下降的初期；
(b)4个试验件被加载至刚度退化的稳定段；
(c)1个试验件被加载至最终失效。
(3)损伤检测
SRCT用于检测包含疲劳或静态损伤样品的损伤情况。图3显示了使用SRCT进行损坏检测的过程。为制作适用于SRCT检测的试验样品，在进行SRCT检测之前，从受损的试验件上将标距段部分切下，并用砂纸打磨以消除切割带来的损伤。SRCT所采用的参数及流程如下：试验件被安放在转台中心，在SRCT检测过程中，试验件随着转台旋转180°。与此同时，采集系统以规则的增量拍摄X射线照片。在检测之后，通过对上述X射线图像的处理，进而生成样本的切片图像。然后，应用三维重构分析软件获得被测试样的3D图像，进而可以通过分析研究三维机织复合材料疲劳过程中的损伤。
3、结果与讨论
(1)准静态损伤特性
准静态拉伸试验的两个试验件的应力-应变曲线如图4所示，相应的弹性模量与强度也记录在图4中。静态拉伸破坏后的试验件之一用于SRCT损伤检测。损伤检测方法在上文已经做了相应的描述。SRCT损伤检测后的重构结果如图5所示。其中包含了被检测区域的整体三维重构图形(图5(a))。此外，为了方便分析材料内部的损伤损伤分布，通过重构分析软件，将材料内部的低密度区(认为低密度区域即为损伤区域)标记成蓝色，如图5(b)所示。为了进一步分析材料内部的损伤形式，通过软件处理获取材料切片图像，如图5(c-f)所示。材料切片图像可以清晰反映出损伤形式以及裂纹之间的相互关系。通过上述对SRCT检测结果的三维和二维图像的分析，可以清晰获得材料内部因静态加载而带来的损伤特性。
(2)疲劳过程中的刚度退化与温度上升
为了监测损伤的发展和动态刚度的变化，在疲劳加载过程中采集试验机的位移、力数据，并在后处理过程中绘制不同疲劳周次下的力-位移磁滞曲线，典型的如图6(a)所示。图中显示每个循环回路的包络面积都增加了，表明复合材料内的损伤及能量耗散均在增加。图6(b)为疲劳过程中荷载-位移曲线的归一化斜率(为简便起见称为“归一化L-D斜率”)的变化。L-D斜率是根据穿过每个载荷-位移循环曲线中最大和最小载荷点的线段计算得出的，并通过斜率的初始值进行归一化。L-D斜率计算表达式为：
Figure BDA0002634750050000121
式中：S代表L-D斜率；Lmax代表一个循环周次内的最大载荷；Lmin代表一个循环周次内的最小载荷；dmax代表一个循环周次内的最大位移；dmin代表一个循环周次内的最小位移。
在疲劳试验过程中，采用红外热成像仪记录了试验件标距段内的平均温度。不同循环周下材料表面的热像图如图7所示。疲劳加载过程中的表面温度升高提供了有关循环加载试样的损伤状态的另一信息。在图6(b)中同时绘制了平均温度上升曲线和归一化的L-D斜率曲线。温升曲线也表现出三个阶段的特征，这类似于L-D斜率退化曲线。此外，温升曲线拐点与刚度退化曲线的拐点对应良好。
为了研究总疲劳寿命中不同阶段的损伤模式和分布，将六个试验件(分别由A、B、C、D、E和F表示)循环加载到不同的阶段。上述试验件的刚度退化曲线如图6(b)所示。
(3)疲劳损伤演化
图8为刚度退化第一阶段相应的SRCT损伤检测结果。从检测结果可以看出，在疲劳初始阶段，损伤分布就已经比较广泛。通过观察材料的各个切片可以看出，刚度退化第一阶段，广泛分布着纤维束内部横向裂纹、基体裂纹以及各种界面裂纹。
图9为经纱内部裂纹形状三维示意图及各界面裂纹走向图。通过SRCT可以清晰看到纤维束内部裂纹的形状，发现在纤维束内部，裂纹的走向会随着纱线界面的不同而发生变化。
图10为刚度退化第二阶段典型试验件(试验件B和试验件C)的SRCT损伤检测结果。从图中可以看出，第二阶段损伤与第一阶段相比明显增多，主要表现为界面裂纹数量增多、尺寸增大。另外损伤整体分布更加广泛，出现厚度方向贯穿裂纹。
图11为刚退化第三阶段(试验件F)破坏后SRCT损伤检测结果，从图中可以明显看出各纤维束的断裂形貌和断裂位置。发现经纱断裂位置位于纬纱截面端点处，经分析是由纱线波动带来的局部剪应力造成的。此外，发现界面裂纹已经充分扩展，使得三维机织复合材料各组份之间相互分离。

Claims (10)

1.一种基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、准备待测三维机织复合材料平板，通过测量获取该复合材料编织结构最小单胞尺寸信息；
步骤二、根据步骤一获得的待测三维机织复合材料单胞尺寸信息，设计试验件；
步骤三、绘制试验件加工图纸，并生成可供切割设备识别的数据格式；
步骤四、对试验件进行切割加工，控制方式采用数控，并严格按照步骤三所绘制的图纸切割；
步骤五、切割加强片；
步骤六、对试验件进行打磨，消除切割损伤及改善试验件表面光洁程度，打磨后首先用清水冲洗干净，再用无水乙醇擦拭试验件表面，以去除顽固污垢；
步骤七、选用加强片粘接材料；
步骤八、粘贴加强片：加强片粘贴之前首先要对试验件和加强片表面进行充分清洁，采用无水乙醇擦拭试验件及加强片表面，并晾干，待试验件与加强片晾干之后，首先将事先准备好的加强片粘接材料预粘在试验件端部，然后再与加强片粘接材料表面固定加强片；
步骤九、依据加强片粘接材料的具体固化说明，在可控温环境箱中固化加强片粘接材料；待固化完成后取出试验件放置于室温下冷却；
步骤十、为试验件编号并测量几何尺寸；
步骤十一、调试设备，试验中涉及到的设备包括：加载试验机、DIC测试系统、红外热成像仪，其中DIC测试系统只用于准静态试验当中，红外热成像仪只用于疲劳试验中；
步骤十二、准静态试验：试验采用位移控制模式进行，同时采集试验机载荷以及位移数据，待试验件被拉断后停止加载，将采集获得的DIC应变数据和试验机的载荷进行处理，计算出试验件的极限拉伸强度和弹性模量；
步骤十三、疲劳试验：依据试验需求，设置疲劳试验参数，疲劳试验同时用红外热成像仪记录试验件表面温度；为检测不同刚度退化阶段材料内部的损伤形式，需将相同加载水平的不同试验件加载至刚度退化的不同阶段；
步骤十四、将上述带有损伤的试验件进行切割取样，取样后对样品表面打磨、抛光；
步骤十五、SRCT检测；
步骤十六、图像处理：图像处理过程包括相位恢复、重构两大部分；
步骤十七、通过三维重构分析软件进行损伤分析；
步骤十八、结合前述步骤中获得的宏观刚度退化数据、温度上升数据、各阶段试验件细观SRCT损伤检测结果，整体分析碳纤维/环氧树脂基三维机织复合材料疲劳损伤机理及损伤演化过程。
2.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤一中，单胞尺寸信息包括单胞经向长度、单胞纬向长度。
3.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤二中，试验件的设计遵循如下原则：
(a)试验件形状设计成骨棒形；
(b)确定试验件长度时，应保证试验件端部到中间标距段的过度平缓，不至于应力集中过大；
(c)试验件标距段应能够真实表征材料性能；
(d)试验件端部夹持区尺寸应能够匹配疲劳试验机的夹持尺寸，在保证试验件端部夹持区能够完全包含在试验机夹持部件之内的前提下，尽可能将试验件端部夹持尺寸设计的更大，以保证疲劳过程中牢固的夹持。
4.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤四中，切割时应注意以下事项：
(a)应按照试验要求，在三维机织复合材料板上标注试验件长度方向，保证最终切割的试验件长度方向与试验方案一致；
(b)切割过程中降低走刀速度，尽量降低切割过程对试验件边缘的损伤；
(c)切割后的试验件用清水将表面冲洗干净并晾干。
5.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤十中，试验件编号标记于加强片表面；测量试验件尺寸包括试验件长度、试验件标距段宽度、试验件厚度。
6.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤十一中，设备调试主要包含以下几个方面：
(a)加载试验机试运行，保证机器正常运转；
(b)DIC机位固定，并完成标定；
(c)红外热成像仪机位固定，并试运行，确保正常运转；
(d)疲劳试验程序编译；
(e)DIC采集程序编译。
7.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤十三中，具体实施方法如下：
(a)根据测试需求选取应力水平，并根据试验件尺寸计算疲劳加载峰值；
(b)首先选取3个以上试验件，并疲劳加载至最终失效，将各试验件寿命的平均值作为该载荷水平下的疲劳寿命；
(c)绘制上述试验件的刚度退化曲线，采用试验机采集的单个循环下载荷-位移峰谷值计算L-D斜率，并将上述L-D斜率采取归一化处理，获得刚度退化曲线；
(d)根据刚度退化曲线规律，将疲劳过程分为不同阶段；
(e)另取试验件进行分阶段疲劳试验。
8.根据权利要求7所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述L-D斜率的计算表达式为：
Figure FDA0002634750040000051
式中：S代表L-D斜率；Lmax代表一个循环周次内的最大载荷；Lmin代表一个循环周次内的最小载荷；dmax代表一个循环周次内的最大位移；dmin代表一个循环周次内的最小位移。
9.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤十五中，检测过程分为以下步骤：
(a)选定探测器型号，根据样品大小及检测分辨率要求，选用合适的探测器；
(b)选定转台，根据样品高度，以及现场情况选择合适的转台；
(c)校轴，对转台旋转轴进行校正；
(d)检测参数确定，根据样品实际检测情况，通过反复调试，选择合适的SRCT检测参数；
(e)检测，放置样品后，人员离开射线室，并关好安全门，打开光源，待光源参数稳定后，首先采集背景图像，之后开始采集样品图像，待图像采集稳定后，开始转台旋转，正式采集开始；采集结束后，关闭光源，另采集无光情况下的背景图像。
10.根据权利要求1所述的基于同步辐射CT的碳纤维/环氧树脂三维机织复合材料拉-拉疲劳损伤演化研究试验方法，其特征在于所述步骤十七中，损伤分析包括定性分析和定量分析，其中：定性分析采取图像切片配合三维图像的方法，分析三维机织复合材料各组份内部的裂纹形式，分析各组份之间界面裂纹的分布及走向，通过各切片图像之间的配合分析出整体的损伤机理；定量分析是采用软件的图像处理工具，分析裂纹体积百分比、孔隙率信息，为最终结果提供量化支撑。
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