抗沖擊復(fù)合材料抗彈性能試驗(yàn)與表征技術(shù)研究.pdf

1、本文在廣泛文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和抗彈性能相關(guān)領(lǐng)域研究的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。 本文對(duì)基于分離Hopkinson桿的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和纖維束高應(yīng)變率(＜1041/s)拉伸實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了研究討論，對(duì)加載桿中影響應(yīng)力波波形分析的所有干擾波進(jìn)行了較系統(tǒng)地定量研究。研究顯示，復(fù)合材料和纖維束試樣的設(shè)計(jì)和制備、在沖擊載荷下的樣/桿連接以及有效沖擊信號(hào)的獲得等技術(shù)是動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)的關(guān)鍵。同時(shí)，本文通過爆炸自

2、由膨脹實(shí)驗(yàn)技術(shù)，采用特殊的薄環(huán)試樣，對(duì)樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在超高應(yīng)變率(＞104/s)下進(jìn)行了沖擊拉伸實(shí)驗(yàn)研究。通過自由膨脹環(huán)實(shí)驗(yàn)，得到了一些芳綸纖維、玻璃纖維、碳纖維等樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在超高應(yīng)變率下的沖擊拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了簡(jiǎn)便的應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，并優(yōu)化了裝藥和試樣環(huán)的設(shè)計(jì)。 本文對(duì)芳綸和E玻璃纖維織物和單向布0/90°鋪層的熱固基和熱塑基復(fù)合材料層板的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了表征。表征結(jié)果說明復(fù)合材料在沖擊剪切過程中

3、吸收的能量比具有高強(qiáng)度大變形的沖擊拉伸吸能要低。動(dòng)態(tài)斷裂吸收能密度Uc能同時(shí)反映斷裂強(qiáng)度和變形的影響，因此是復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的一個(gè)綜合表征參量。 采用鋼質(zhì)和鎢合金球形、柱狀碎片模擬彈對(duì)芳綸和E玻璃纖維增強(qiáng)的不同厚度和基體的復(fù)合材料板進(jìn)行射擊試驗(yàn)，抗彈試驗(yàn)顯示，在貫穿和彈道極限速度條件下，不論是熱固基還是熱塑基的玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，其抗彈能力隨著沖擊速度的增加而增強(qiáng)。熱固基芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料的抗彈性能和玻纖的類似，而熱塑基芳綸增強(qiáng)