纖維束力學性能的溫度應變率響應和混雜纖維復合材料的抗沖擊性能.pdf

1、纖維是抗沖擊復合材料主要的組成成分。獲得纖維在高應變率下的力學響應規(guī)律并建立相應的應變率效應本構關系，是研究聚合物基復合材料高應變率響應行為的基礎，同時對抗沖擊侵徹纖維增強復合材料的材料設計和結構設計具有重要的指導意義。此外，根據纖維材料在高應變率下的力學性能和它們不同的價格進行混雜纖維復合材料層合板的優(yōu)化設計，將提高靶板的抗沖擊侵徹性能，降低制造靶板的成本。 本文利用旋轉盤式桿一桿型沖擊拉伸實驗裝置和高溫加熱爐首次在不同溫度下

2、(20℃～120℃)、高應變率范圍內(400/s～1500/s)成功地進行了芳綸纖維的又一品種—Kevlar964c纖維束和連續(xù)玄武巖纖維束的沖擊拉伸實驗，獲得了不同溫度、三種高應變率下兩種纖維束完整的應力應變曲線，為進一步開發(fā)利用兩種纖維提供了實驗數據。實驗結果表明：兩種纖維束的力學性能在不同溫度、不同的應變率范圍下表現出不同程度的應變率依賴性；其中連續(xù)玄武巖纖維這種新興的高性能纖維在高應變率和高溫下表現出很好的能量吸收能力。

3、 借助雙Weibull分布的統計本構模型，結合應變率影響，提出了各溫度下不同應變率時雙Weibun統計分布基礎上的Kevlar纖維束和連續(xù)玄武巖纖維束(CBF)的力學統計本構方程；把方程預測結果與實驗結果對比，吻合很好，初步驗證了所提本構方程的可靠性。 根據所獲得的高應變率下纖維材料的性能差異，考慮價格因素，優(yōu)化設計了混雜纖維復合材料靶板。彈道測試的結果表明：用Kevlar，UHMWPE纖維織物分別與連續(xù)玄武巖纖維織物混雜均使玄