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中文摘要
低速冲击造成的损伤会显著降低复合材料的残余强度，最终导致结构失效。本文通过使用粘接外部修补技术，旨在研究不同补片和母板层合板堆叠顺序对提高碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料抗冲击强度的影响。此外，还借助了声发射（AE）技术，对损伤演变进行了研究。选择了两种不同的准等距配置作为母板层合板，即[45°/45°/0°/0°]s和[45°/0°/45°/0°]s。且对这两种原始层合板进行了准静态压痕（QSI）测试，并使用C扫描检测技术检测了损伤区域。通过使用两种不同配置的单面补片对损坏的层合板进行修复，即[45°/45°/45°/45°]和[45°/0°/0°/45°]，并采用圆形塞子填补损坏的孔洞。生产了四种不同组合的修复层合板，每种母板层合板和补片都有两种配置，随后对这些组合进行了准静态压痕测试。结果显示，修复方法效果显著，所有修复的层合板在冲击阻力方面均优于相应的原始层合板。采用[45°/0°/0°/45°]配置的补片，在以[45°/45°/0°/0°]s和[45°/0°/45°/0°]s为母板进行修复时，其峰值载荷分别比相应的原始层合板高出68%和73%。此外，[45°/0°/45°/0°]s和[45°/0°/0°/45°]配置的母板和补片组合分别达到最高峰值载荷，而[45°/45°/0°/0°]s和[45°/45°/45°/45°]组合则表现出负载逐渐减少的特性。
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原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.06.017
主要结论
本文研究了碳纤维增强聚合物层合板修复后的冲击强度和失效现象。通过将每种母板层合板和补片层合板的两种不同叠加顺序组合，研究了叠加顺序对其冲击强度的影响，共生产出四种不同的组合。采用声发射（AE）技术研究了原始和修复层合板的失效机制。以下是本研究的主要发现：
（1）配置为[45°/0°/45°/0°]s的原始层合板表现出比[45°/45°/0°/0°]s配置的层合板更高的峰值载荷和位移。然而，[45°/45°/0°/0°]s配置的层合板在准静态压痕测试中表现出较少的损伤。
（2）所有修复样品的平均峰值载荷均高于相应的原始层合板，表明了修补方法的有效性。
（3）使用C1配置，即[45°/45°/0°/0°]s作为母板层合板的修复样本，显示出逐渐下降的负载，而其他组合（使用C2配置，即[45°/0°/45°/0°]s作为母板）则没有出现该现象。
（4）[45°/0°/45°/0°]s配置的母板层合板使用[45°/0°/0°/45°]配置的补片层合板进行修复时，得到的峰值载荷和位移在所有修复样品中最高。这表明该母板-补片组合具有优越的承载能力。
（5）原始和修复层合板的哨兵功能骤降、累积计数值增加以及高振幅事件数量增加，有助于识别样本中主要损伤的起始点。
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编辑：陈微，曹文丽
审核：田丽
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《Defence Technology》是由中国兵工学会主办的科技类综合性学术期刊，目前已被SCI、EI、Scopus、中国科技核心期刊数据库、中国引文数据库核心版和瑞典开放获取指南等多家数据库收录，期刊主要发表基础理论、应用科学和工程技术领域高水平原创性学术论文，包括理论研究、数值模拟和实验研究类文章。
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