抗沖擊復合材料抗彈性能試驗與表征技術研究.pdf

1、本文在廣泛文獻調研的基礎上，對樹脂基纖維增強復合材料動態(tài)力學性能和抗彈性能相關領域研究的研究現狀進行了綜述。 本文對基于分離Hopkinson桿的樹脂基纖維增強復合材料和纖維束高應變率(＜1041/s)拉伸實驗技術進行了研究討論，對加載桿中影響應力波波形分析的所有干擾波進行了較系統(tǒng)地定量研究。研究顯示，復合材料和纖維束試樣的設計和制備、在沖擊載荷下的樣/桿連接以及有效沖擊信號的獲得等技術是動態(tài)拉伸試驗的關鍵。同時，本文通過爆炸自

2、由膨脹實驗技術，采用特殊的薄環(huán)試樣，對樹脂基纖維增強復合材料在超高應變率(＞104/s)下進行了沖擊拉伸實驗研究。通過自由膨脹環(huán)實驗，得到了一些芳綸纖維、玻璃纖維、碳纖維等樹脂基纖維增強復合材料在超高應變率下的沖擊拉伸試驗數據，在實驗中應用了簡便的應變片電測技術，并優(yōu)化了裝藥和試樣環(huán)的設計。 本文對芳綸和E玻璃纖維織物和單向布0/90°鋪層的熱固基和熱塑基復合材料層板的動態(tài)力學性能進行了表征。表征結果說明復合材料在沖擊剪切過程中

3、吸收的能量比具有高強度大變形的沖擊拉伸吸能要低。動態(tài)斷裂吸收能密度Uc能同時反映斷裂強度和變形的影響，因此是復合材料動態(tài)力學性能的一個綜合表征參量。 采用鋼質和鎢合金球形、柱狀碎片模擬彈對芳綸和E玻璃纖維增強的不同厚度和基體的復合材料板進行射擊試驗，抗彈試驗顯示，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復合材料，其抗彈能力隨著沖擊速度的增加而增強。熱固基芳綸增強復合材料的抗彈性能和玻纖的類似，而熱塑基芳綸增強