Vol.24 骆心怡等：碳纤维复合材料单向层合板自传感特性 641 30 0.25 0.015 0.20 0.010 g20 0.15 0.005 0.10 10 0.000 0.05 0.005 0L/ 0.0101 0 40 80120160 040 80120160 0 4080120160 tis 11s tis 图745°CFRP试样作最大应力幅值为破坏应力29%时的循环拉伸 Fig.7 Cyclic tension of 45CFRP sample when the maximal stress is 29%of failure stress 0.4 0.04 40 0.3 0.02 30 0.2 20 0.1 10 0 0.02L 50100150200250 050100150200250 050100150200250 tis t'/s t/s 图845°CFRP试样作最大应力幅值为破坏应力58%，62%，68%时的循环拉伸 Fig.8 Cyclic tension of 45CFRP sample when the maximal stress is 58%,62%,68%of failure stress respectively 伸，其结果与45°CFRP试样偏轴循环拉伸相似. (3)横向循环拉伸. 表1列出了不同试样不同应力幅值下应变 90°试样作循环拉伸时获得的σ-1，一1， 敏感度K的值，K=(△R/R)/e,其物理意义为单位 △R/R。一1关系曲线与偏轴情况相似. 应变体积电阻的相对变化值，表示对所承受的 2.3不同铺层方向CFRP试样压阻性能比较 应变量的灵敏程度，相当于应变片的灵敏度.又 图9为不同铺层方向CFRP试样单轴拉伸 由式(2)可得： 时的△R/R。一e关系曲线.可以看出，在同一应变 (△R/R)/e=(1+2v+(△plp)/e (4) 下，偏轴及横向拉伸时电阻相对变化比纵向拉 式中，1+2v为材料常数，所以K值也就反映了压 伸时大，且随铺层方向角的增大，电阻相对变化 阻效应的强弱 也越来越大.这说明，随着铺层方向角的增加， 由表1可知，随着应力幅值的增加，△R/R 0.030 上升的幅值也在增加，这与图8所示结果是一 90 致的 0.025 60 表1各种试样在不同最大应力幅值下的K值 450 0.020 30% Table 1 K data of different samples under different maxi- 苦 15 mal stresses 0.015 试样 (a)/% K 20 7.5 0.010 30° 27 0° 8.6 0 29 5.7 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 45° 37 7.7 / 600 12 4.6 图9不同铺层方向CFRP试样单轴拉伸 23 5.0 Fig.9 Tension of CFRP samples at different anglesV 6 1 . 2 4 骆 心怡等 :碳 纤维 复合材料 单 向层合 板 自传 感特 性 尹护沪{ 一 …肠(口{{ _ 图 7 4 o5 C F R P 试 样作最 大应 力幅值为破 坏应 力 29 %时的循 环 一 拉伸 F gi . 7 C y c l i e t e n s fo n o f 4 5 o C F R P s a m P l e w h e n 伍 e m a址 m a l s t re s s 15 2 9 % o f fa il u re s t re s s 盆门1一 |! nU 日且é 0 . 4 0 . 3 0 . 0 0 4 八1 ù、 ù 4 0 . 0 2 采 又 U . 2 铂 誊 n ù内、 à 山兮乏时b 0- . 0 2 0 50 10 0 15 0 200 2 50 15 0 2 0 0 2 50 0 5 0 10 0 1 50 2 0 0 2 5 0 t / 5 t 7 s t / s 图 8 4 o5 C F R P 试样 作最大应 力幅值 为破坏 应力 85 % , 62 % , 68 % 时 的循 环拉 伸 F i g . 8 C y e l i e t e n s i o n o f 4 5 O C F R P s a m P l e w h e n t h e m a x im a l s t er s s 1 5 5 8% , 6 2% , 6 8% o f fa il u er s t er s s er s P e e t iv e ly 伸 , 其结果 与 45 “ C F即试样偏轴循环拉伸相似 . 表 1 列 出了不 同试样不同应力 幅值下 应变 敏感度K 的值 , K =( △R R/ 0) 触 , 其物理意义 为单位 应变体积 电 阻的相对变化值 , 表示对所承受 的 应变量的灵敏程度 , 相 当于应变片的灵敏度 . 又 由式 (2) 可 得 : ( △R R/ 。 )殆= ( l + Zv) + ( △p p/ 。 )龙 ( 4 ) 式中 , 卜v2 为材料 常数 , 所 以 K 值也就反映了 压 阻效应 的强 弱 . 由表 1 可 知 , 随着应力 幅值 的增加 , △ R R/ 。 上 升的幅值 也在增 加 , 这与 图 8 所示 结果是一 致的 . ( 3) 横 向循环拉伸 . 9 0 试 样 作 循 环 拉 伸 时 获 得 的 J ` 一才 , : 一才 , AR R/ 厂t关 系曲线与偏轴情 况相似 . .2 3 不 同铺层 方向 C F R P 试样压阻性能 比较 图 9 为不 同铺层方 向 C FRP 试样单轴拉 伸 时的从R/ o ot ￡关系 曲线 . 可 以看 出 , 在同一应 变 下 , 偏 轴及 横向拉伸 时电 阻相 对变化 比纵向拉 伸时大 , 且 随铺层方 向角的增大 , 电阻相对变化 也越来越大 . 这说 明 , 随着铺层方 向角的增 加 , 0 . 0 3 0 一一 一一 曰 9 0 0 尸一一 0 . 0 2 5 表 1 各种试样 在不 同最大应 力幅值 下的K 值 aT b l e 1 K d a t a o f d i fe r e n t s a m P l e s u n d e r d i fe er n t m a x 卜 m a l s t 代S S e S 试样 (氏 。 .a/ ) o/ ` K 誊 0 . 0 2 0 4 5 0 3 0 0 15 0 0 . 0 15 0 . 0 10 0 一 一一一- 一一不一一一 ~ - . ! 0 . 3 4 0 3 5 0 . 3 6 0 . 3 7 0 . 3 8 s /% 图 9 不 同铺层 方 向 C F R P 试样 单轴拉伸 F i g · 9 eT n s i o n o f C F R P s a m Pl e s a t d i fe er n t a n g le s 一20793 12 4 . 6 6 0 0 2 3 5 . U