UHMWPE-LDPE復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)侵徹和落錘沖擊性能研究.pdf

1、UHMWPE/LDPE復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于很多高性能領(lǐng)域，它在很大程度上改善和提高了普通材料的力學(xué)性能、物理性能，并且可以解決很多常規(guī)材料無(wú)法解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。但是，未來(lái)的復(fù)合材料所發(fā)揮的作用不僅僅只在一個(gè)方面，因此對(duì)UHMWPE/LDPE復(fù)合材料進(jìn)行多方面的測(cè)試就顯得非常的重要。 本課題采用正交試驗(yàn)方案，獲得優(yōu)化的UHMWPE/LDPE層合板復(fù)合工藝，發(fā)現(xiàn)在層合板制備的工序當(dāng)中，閉模溫度對(duì)材料制備影響比較大，因?yàn)闇囟雀呖梢栽鰪?qiáng)基

2、體流動(dòng)性，并且提高了材料的界面強(qiáng)度。但溫度高又會(huì)使纖維松弛，導(dǎo)致纖維強(qiáng)度下降，因此需要溫度將控制在一定范圍內(nèi)。延長(zhǎng)閉模時(shí)間和增加壓力讓基體充分?jǐn)U散同纖維大分子纏結(jié)，使復(fù)合材料達(dá)到良好的綜合性能。 本課題制備了三種不同纖維鋪層角度的UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板，分別為UHMWPE纖維正交排布、[0/±+60/0/±60/0]s排布、[0/±45/0/±45/0]s排布。將相同纖維鋪層角度的層合板分為兩組，分別進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)侵徹

3、和落錘沖擊試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出準(zhǔn)靜態(tài)侵徹對(duì)層合板破壞大致分為四個(gè)階段：彎曲階段、拉伸階段、分層階段、纖維斷裂階段；而落錘沖擊試驗(yàn)大致分為三個(gè)階段：拉伸階段、剪切階段、分層階段。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，得出不同纖維鋪層角度對(duì)UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板性能影響如下： 1．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板的屈服強(qiáng)度增加； 2．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板的最大承受載荷和被刺穿強(qiáng)度也增加； 3．隨著纖維鋪層角

4、度的增加，層合板的屈服強(qiáng)度到其被侵徹體刺穿時(shí)的載荷波動(dòng)愈加劇烈； 4．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板承受最大載荷時(shí)的能量愈大； 5．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板被穿透能量也逐漸加大； 6．落錘沖擊試驗(yàn)中，隨著纖維鋪層角度的減小，層合板在應(yīng)力不斷增加的過(guò)程中應(yīng)力波動(dòng)越明顯；而應(yīng)力達(dá)到最大值后逐漸減弱的過(guò)程中，層合板應(yīng)力波動(dòng)越平緩。 對(duì)UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板準(zhǔn)靜態(tài)侵徹和落錘沖擊所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比

5、和分析，繪制出簡(jiǎn)易的載荷—撓度曲線，兩種試驗(yàn)的載荷—撓度曲線形狀與理論上的載荷—應(yīng)變基本相同，說(shuō)明準(zhǔn)靜態(tài)侵徹和落錘沖擊試驗(yàn)對(duì)UHMWPE/LDPE復(fù)合材料破壞的方式基本相同。通過(guò)彎曲和薄膜張力公式得出準(zhǔn)靜態(tài)侵徹試驗(yàn)載荷最大值對(duì)應(yīng)的理論撓度以及試驗(yàn)測(cè)得撓度最大值對(duì)應(yīng)的理論應(yīng)力，對(duì)比得出準(zhǔn)靜態(tài)侵徹測(cè)試所得數(shù)據(jù)與理論值基本一致以及UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板的準(zhǔn)靜態(tài)侵徹性能與靜態(tài)性能差別不大的結(jié)論。 動(dòng)量和剪應(yīng)力是落錘沖擊和準(zhǔn)