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  先進(jìn)3D紡織復(fù)合材料，如3D編織、3D針織、3D編織和3D縫合復(fù)合材料廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。在長(zhǎng)期的使用過程中，3D紡織復(fù)合材料的內(nèi)部不可避免地會(huì)發(fā)生一些疲勞損傷，例如微裂紋、局部纖維斷裂等。雖然這種微觀損傷可能不會(huì)顯著降低先進(jìn)3D紡織復(fù)合材料的整體力學(xué)性能，但它會(huì)逐漸演化直到宏觀損傷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的災(zāi)難性失效。因此，實(shí)時(shí)在線損傷監(jiān)測(cè)對(duì)于3D紡織復(fù)合材料的安全服役至關(guān)重要。

圖3 PVDF壓電紗線的電信號(hào)響應(yīng)測(cè)試

 圖6 模態(tài)測(cè)試過程中3DOPC振動(dòng)幅度與產(chǎn)生的電信號(hào)之間的響應(yīng)關(guān)系

  綜上所述，壓電紗線可以嵌入到各種3D織物中，以監(jiān)測(cè)復(fù)合材料的健康狀態(tài)。此外，微觀和宏觀損傷可以通過不同的壓電信號(hào)來識(shí)別，因?yàn)槲⒂^和宏觀損傷引起的振動(dòng)程度不同。彎曲疲勞試驗(yàn)表明，壓電紗線的信號(hào)監(jiān)測(cè)可以持續(xù)到復(fù)合材料失效階段之后。彎曲模態(tài)測(cè)試結(jié)果表明，壓電紗線足夠精確，可以檢測(cè)到低級(jí)振動(dòng)問題。從而使得先進(jìn)3D紡織復(fù)合材料的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能并廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域，如將該智能三向正交復(fù)合材料用作飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)翼健康性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免因長(zhǎng)期微裂紋積累導(dǎo)致的突然失效造成的災(zāi)難性后果。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110229