本文關(guān)鍵詞：Zr基非晶合金力學(xué)行為及高速撞擊特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類航天活動(dòng)的日益頻繁,空間碎片環(huán)境持續(xù)惡化,在軌航天器所受威脅增多,因此急需提高航天器受空間碎片撞擊時(shí)的防護(hù)能力,而研究航天器新型防護(hù)材料是解決這一問題的關(guān)鍵,本文針對(duì)日益成熟的Zr基非晶合金材料進(jìn)行研究,分別利用萬能試驗(yàn)機(jī)、分離式霍普金森壓桿、二級(jí)輕氣炮等實(shí)驗(yàn)分析工具,對(duì)Zr基非晶合金的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能、動(dòng)態(tài)壓縮行為、高速撞擊損傷特性和防護(hù)效果進(jìn)行了研究,為Zr基非晶合金材料應(yīng)用于空間碎片防護(hù)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)過程中,基于Zr基非晶合金屬于脆性材料,在材料失效時(shí)塑性變形很小,彈性模量與鋁合金接近,而具有1500MPa的斷裂應(yīng)力,遠(yuǎn)高于鋁合金材料,斷裂應(yīng)變?yōu)?%,材料的應(yīng)變率效應(yīng)并不明顯。動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)應(yīng)變率在400-850s-1之間時(shí),材料的斷裂應(yīng)力隨應(yīng)變率的升高有少量增加,而應(yīng)變率在850-1500s-1之間,材料斷裂應(yīng)力隨應(yīng)變率升高而又略微下降,材料在動(dòng)態(tài)壓縮下的剛度相對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低,斷裂應(yīng)變?yōu)?.5%。在研究材料受高速撞擊損傷特性中,基于應(yīng)力波傳播理論,分析了Zr基非晶材料作為Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)的前板時(shí)三種穿孔特征尺寸隨彈丸直徑、彈丸速度以及防護(hù)屏厚度的增加而增大,同時(shí)總結(jié)了材料穿孔處的四種斷面形貌,發(fā)現(xiàn)材料穿孔周圍出現(xiàn)了環(huán)狀和散射狀兩種裂紋以及材料斷面出現(xiàn)了兩個(gè)不同方向的層裂現(xiàn)象,并分析其與彈丸速度之間的聯(lián)系。最后本文以Zr基非晶合金材料作為Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)的前板,開展研究其防護(hù)性能的工作,分別定量地測(cè)量和分析四種描述后板損傷的特征參量隨彈丸直徑、撞擊速度變化的規(guī)律,對(duì)后板損傷情況進(jìn)行了描述,并根據(jù)撞擊過程中所發(fā)生的物理現(xiàn)象給出了相應(yīng)的解釋。結(jié)合雙層板的Christiansen撞擊極限方程,計(jì)算以等面密度的2A12鋁合金作為Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)的前板的撞擊極限曲線,對(duì)比和分析兩種材料的防護(hù)性能,發(fā)現(xiàn)Zr基非晶合金材料的防護(hù)效果更好。
【關(guān)鍵詞】：Zr基非晶合金 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮 動(dòng)態(tài)壓縮 高速撞擊特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V528;V252
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 非晶合金材料性能及其應(yīng)用9-11
• 1.3 Zr基非晶合金材料研究進(jìn)展11-13
• 1.3.1 Zr基非晶合金準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 Zr基非晶合金動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 Zr基非晶高速撞擊下防護(hù)性能及研究現(xiàn)狀13
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 研究方案及實(shí)驗(yàn)方法15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 材料介紹15
• 2.3 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)方案15-16
• 2.4 分離式霍普金森壓桿(SHPB)實(shí)驗(yàn)方法16-19
• 2.4.1 基本條件17-18
• 2.4.2 測(cè)試原理18-19
• 2.5 高速撞擊特性研究方案19-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 Zr基非晶合金材料準(zhǔn)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)力學(xué)行為22-26
• 3.1 引言22
• 3.2 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能分析22-23
• 3.3 動(dòng)態(tài)壓縮性能分析23-25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第4章 Zr基非晶合金材料薄板高速撞擊損傷特性26-43
• 4.1 引言26
• 4.2 結(jié)構(gòu)方案26-27
• 4.3 彈丸直徑對(duì)前板穿孔尺寸特性影響27-29
• 4.4 彈丸速度對(duì)前板穿孔尺寸特性影響29-31
• 4.5 前板穿孔斷口形貌特征分析31-39
• 4.6 前板厚度效應(yīng)特性研究39-41
• 4.7 本章小結(jié)41-43
• 第5章 Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)后板損傷特性及防護(hù)性能研究43-63
• 5.1 引言43
• 5.2 后板撞擊損傷描述43-45
• 5.3 彈丸直徑對(duì)后板損傷情況影響45-51
• 5.3.1 后板上碎片分布區(qū)域受彈丸直徑的影響45-49
• 5.3.2 后板上碎片成坑尺寸受彈丸直徑的影響49-51
• 5.4 彈丸速度對(duì)后板損傷情況影響51-59
• 5.4.1 后板上碎片分布區(qū)域受彈丸撞擊速度的影響51-58
• 5.4.2 后板上碎片成坑尺寸受彈丸撞擊速度的影響58-59
• 5.5 撞擊極限特性分析59-61
• 5.6 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉俊;王魯;程煥武;薛云飛;張海峰;;高速?zèng)_擊載荷下塊體Zr基非晶合金斷裂行為研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

2 韓增堯;曲廣吉;;空間碎片被動(dòng)防護(hù)技術(shù)研究的最新動(dòng)向[J];航天器工程;2005年02期

3 竇麗娟;黨輝;徐呈;馬玉英;王斌;;鋯合金力學(xué)性能分析[J];金屬世界;2014年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 管公順;航天器空間碎片防護(hù)結(jié)構(gòu)超高速撞擊特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王玉良;Zr基塊體非晶合金力學(xué)行為研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

2 湯瑩瑩;Zr基塊體非晶合金過冷液相區(qū)力學(xué)性能及本構(gòu)關(guān)系研究[D];華中科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：Zr基非晶合金力學(xué)行為及高速撞擊特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：293423