碳纤维复合材料具有比强度高,比刚度大,耐腐蚀,抗高温等优良理化性能,在科学技术占比高的科学研究方面应用广泛。尽管复合材料具有以上优点,但由于复合材料长期在高载荷、腐蚀性的环境中运行,如疲劳,蠕变,机械损伤等因素,都可能引发肉眼不可见的内部损伤,造成该材料的宏观、细观材料性能降低、剩余性能下降,对材料的安全性和可靠性有重大影响。碳纤维复合材料在出现缺陷的过程中基体开裂、纤维断裂都会产生声发射信号,综上所述,对碳纤维复合材料损伤声发射特性、损伤检测和评价方法进行研究十分重要。本文首先对在7075-T6铝板的上表面与侧面突发型与连续型的典型声源产生的声发射信号进行了模态分析,结合7075-T6铝板的频散曲线对典型声源Lamb波进行模态识别,并对典型声源信号的传播过程中的频谱、模态特征进行了研究。对T700SC-12000-50C型碳纤维复合材料纤维丝以及树脂基体进行拉伸实验,使其出现断裂损伤。使用声发射手段对实验过程出现的损伤进行信号采集。将声发射信号进行参量分析及波形分析,采用模态声发射手段对数据进行扩展波与弯曲波的模态分析。对几种较为典型的损伤的模态声发射信号特征进行分析。确定了纤维断裂所产生的声发射信号为低阶扩展波信号,与其他损伤存在差异,结果表明使用模态声发射的方法对碳纤维复合材料的纤维断裂进行损伤程度分析是有效的。进行了势能能量标定实验,通过金属小球滑落释放重力势能撞击铝合金板产生声发射信号,对撞击产生的声发射信号中的扩展波进行能量计算,通过Polynomial(多项式)曲线拟合的方法最终确定了势能能量与声发射信号中的扩展波的能量之间的关系,并求解能量系数k。在碳纤维复合材料典型损伤形式中,纤维丝、纤维束的断裂是对复合材料试件、容器结构完整性影响最大的损伤形式。通常,只有单根纤维断裂的情况不常见,一般都由多根纤维组成的纤维束同时断裂。因为复合材料不透明,纤维直径小,所以想要直接证明复合材料试件或容器中已经出现纤维断裂还存在困难。本文借助声发射信号能量与纤维束断裂释放的能量建立对应关系,归纳出一种判断纤维束断裂数量的方法。