基于激光诱导石墨烯电学成像的复合材料结构损伤监测

针对军用飞机遭受导弹和炮弹及其碎片高速冲击的情况,提出具有自感知功能的复合材料层板结构,对损伤进行监测。采用激光诱导技术在聚酰亚胺纸表面制备石墨烯感知层,并共固化于复合材料层板中,结合电学成像技术对损伤进行感知与识别。在复合材料层板结构遭受高速冲击前后分别对石墨烯层注入激励电流并测量边界电压数据,通过正则化算法重建损伤引起的电导率变化分布图像,并识别获取损伤信息。实弹射击试验结果表明,聚酰亚胺纸上激光诱导的石墨烯层具有良好的感知功能,结合电学成像重建的损伤图像可以较准确反映出损伤位置,并提供损伤近似尺寸等信息,验证了所提出的自感知复合材料层板对高速冲击损伤监测的有效性。