Ⅳ型复合材料气瓶声发射频率特征与高频事件预警分析

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为揭示Ⅳ型碳纤维复合材料气瓶在不同加载工况下的损伤演化特征并实现早期预警，开展了基体开裂、层间分层及纤维断裂3类典型损伤基础试验和气瓶多工况水压加载与爆破试验，对加载过程中采集的声发射信号的频率分布进行分析。结果表明，首次加载阶段中低频信号占主导，表现为基体裂纹萌生和界面脱黏；多次加载后，气瓶中低频信号显著减少，高频事件仅在极限阶段偶尔出现，损伤演化趋于稳定；首次爆破阶段高频事件集中出现，体现了纤维层整体断裂失效特征。进一步提出了基于频段区间与能量占比的高频事件预警准则，为复合材料气瓶的在线监测与早期失效预警提供试验依据和技术支持。