基于声发射的纸页微损伤演化的统计描述

摘要

纸页材料的损伤断裂实际上是由于材料结构内部微损伤演化的结果,其在断裂过程中的微损伤演化问题根本上涉及复杂的多尺度耦合特征,其中不同时空尺度上大量的微损伤累积和非线性的串级发展而最终导致宏观灾变,形成微观/细观/宏观联立的多尺度损伤演化系统.在纸页材料微损伤演化过程中,存在于材料内部结构且基于其多尺度变化特征的客观性和统计性描述的声发射现象,为探讨和处理存在于纸页材料内部的损伤断裂问题提供了新的思路和方法.本文借助声发射技术,利用一种可统计的、可数据化的和可计算的方法对纸页材料多尺度损伤演化系统做统计性描述,建立一个具有物理源背景的多元随机变量,最后引入Gibbs概率熵定量描述一系列损伤瞬态的不确定性,并用Andrews plots方法对损伤演化微态的相关性进行了探索性的分析.同时,反映材料微观结构的变化的声发射现象在整个断裂过程中为纸张材料宏观力学性能的失效提供过程性证据,也为声发射和纸页损伤力学的研究发展以及相互结合提供了新的前景.