高聚物材料在壓剪復(fù)合沖擊下剪切失效特性的研究.pdf

1、高聚物材料具有顯著的粘彈特性，其力學(xué)性能隨應(yīng)變率顯著變化，因此沖擊載荷下高聚物材料的力學(xué)性能是目前重要的研究方向之一。本文介紹了在自行研制的壓剪炮和電磁IMPS系統(tǒng)上對典型高聚物材料尼龍一66以及聚丙烯進行的壓剪沖擊實驗研究，得到了動態(tài)性能曲線以及Hugoniot關(guān)系。實驗中發(fā)現(xiàn)，聚丙烯的剪切波波速隨沖擊速度的提高快速增長，幾乎接近縱波波速，說明該材料的剪切行為與靜水壓強烈相關(guān)。 20世紀80年代初，Gupta等人在研究PMMA

2、的沖擊壓剪性能時發(fā)現(xiàn)，剪切波在碰撞表面附近發(fā)生劇烈衰減，但是由于聚合物細觀損傷不易觀察，其衰減機制并不清楚。我們在尼龍-66和聚丙烯的實驗研究中也均發(fā)現(xiàn)了剪切波衰減現(xiàn)象，當撞擊彈速和斜撞傾角達到一定閾值時剪切波即發(fā)生衰減。本文通過對實驗回收碎片的偏光顯微研究發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)部距撞擊面6～8微米處有一層“非晶”區(qū)域，這表明熔化并不是由表面摩擦引起的，而是撞擊面附近剪切失穩(wěn)的結(jié)果，也正是這一薄層的產(chǎn)生造成了沖擊波傳播過程中剪切分量的衰減，即撞擊表