目前复合材料由于其高强度、轻质量等优点,广泛运用于工程结构中。为保证复合材料结构在服役过程中的安全,必须研究相关的损伤检测技术。利用声发射无损检测技术能够有效识别、区分复合材料中复杂的损伤模式,及时发现复合材料的损伤状况,保障复合材料的安全,具有重大的研究价值。本文分别以二维编织碳纤维复合材料层合板和二维编织玻璃纤维复合材料层合板为研究对象,综合应用理论分析、数值模拟和实验研究三种方法,实现二维编织复合材料层合板中损伤的识别、定位及评估。本文主要研究成果如下:(1)二维编织复合材料层合板损伤过程模拟分析基于ANSYS有限元软件分别建立碳纤维、玻璃纤维实验试件的三维有限元模型,应用连续损伤理论对模型在三点弯曲加载下的损伤过程进行渐进失效分析,研究不同纤维铺层下应力随时间的变化关系,并以蔡-吴(Tsai-Wu)强度准则作为不同损伤模式的失效判据,研究基体开裂、基体/界面分层、纤维断裂三种损伤模式的失效过程,为损伤实验的合理设计及结果分析提供对照。(2)二维编织复合材料声发射信号传播规律研究由于二维编织复合材料具有各向异性的特点,声波在材料中的传播规律较为复杂,为声发射检测带来困难。为能够合理有效的应用声发射技术对二维编织复合材料的损伤进行检测,需研究声波在材料上的传播机理。在充分考虑传播介质材料、传播介质几何形状、纤维铺层以及声波传播距离等多个因素的条件下,用断铅信号模拟实际损伤声发射源,开展声发射信号传播规律的研究,获得声发射信号波速与衰减程度的规律,为合理设计损伤实验及实验结果的分析提供基础。(3)二维编织复合材料层合板损伤识别技术研究设计二维编织复合材料的三点弯曲损伤实验方案,开展考虑拉、压载荷作用下的试件损伤实验研究,并实时采集损伤过程中的声发射信号。通过基于能量参数的经历图分析,将试件失效过程划分为三个损伤阶段,应用声发射参数关联图分析法对各损伤阶段的裂纹模式进行判断,获得材料的基本损伤模式。采用相关性分析法初步提取损伤声发射信号中的声发射特征参数,在考虑不同材料损伤信号的线性与非线性特征的情况下应用不同的降维分析方法进行二次声发射特征参数提取,通过对二次声发射特征参数信号进行聚类分析实现材料损伤模式的识别,最终建立各损伤模式与声发射特征参数的联系。(4)二维编织复合材料层合板损伤定位技术研究为确定材料中损伤发生的位置,开展基于声发射信号的二维编织复合材料损伤定位技术的研究。将板波理论与时差定位相结合,通过傅立叶变换确定对称波与非对称波对应的频率,基于小波变换获得各模式波形对应频率组分的到达时间以便确定损伤声发射源的点位置集合。以数学理论算法为基础,通过三个传感器组成的阵列确定声发射源所在直线。应用最佳匹配点法搜索点位置集合中与线位置距离最小的点,作为声发射源位置的最佳解。通过开展二维编织碳纤维和玻璃纤维复合材料层合板断铅定位实验,对上述定位算法模型的有效性进行验证。(5)二维编织复合材料层合板损伤评估研究为实现材料损伤状态分级和失效状态预警,需对二维编织复合材料进行损伤评估。应用b值分析法对各损伤模式进行量化,基于量化后的损伤模式及各损伤模式对应的材料损伤程度,建立适用于二维编织复合材料的损伤评估矩阵,实现损伤的有效分级。