復(fù)合材料具有密度小、比強(qiáng)度高、比模量高、抗疲勞和抗腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn),在新一代飛機(jī)中復(fù)合材料已經(jīng)成為四大航空材料之一。飛機(jī)在服役的過程中不可避免的會(huì)遭到外來物的撞擊,復(fù)合材料內(nèi)部容易產(chǎn)生不易察覺的損傷,如纖維斷裂、分層和基體裂紋等損傷,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損傷。本文以玻璃纖維編織復(fù)合材料層板為研究對(duì)象,研究層合板厚度和混雜效應(yīng)對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)的高速?zèng)_擊損傷特性的影響規(guī)律和轉(zhuǎn)化機(jī)理。首先,使用真空熱壓成型工藝制備出了五種連續(xù)厚度的玻璃纖維編織復(fù)合材料層板,然后制備出了2 mm厚的含一層304不銹鋼網(wǎng)和含三層304不銹鋼網(wǎng)的混雜層合板。其次,利用一級(jí)輕氣炮系統(tǒng)進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn),使用半球形頭彈撞擊五種厚度的玻璃纖維編織復(fù)合材料層合板。通過高速攝像機(jī)記錄撞擊過程和使用擬合公式計(jì)算其彈道極限速度,并通過顯微鏡分析層合板損傷及其機(jī)理特征。研究發(fā)現(xiàn),層合板彈道極限隨厚度的增大呈線性增大。較厚板的能量吸收率略大于薄板的能量吸收率。層合板的主要損傷模式為纖維束拉伸斷裂與剪切斷裂破壞、基體裂紋、破碎和分層損傷。產(chǎn)生分層損傷的原因有兩點(diǎn):一是拉伸應(yīng)力波在層合板中多次反射造成分層損傷;二是各纖維層變形量不同導(dǎo)致層間基體發(fā)生... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合材料在民機(jī)上的應(yīng)用情況

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2復(fù)合材料在C919上的應(yīng)用飛機(jī)在滑行、起飛、爬升、巡航、下降和著陸的過程中不可避免的會(huì)遭到外來物的撞擊，如沙石、冰雹撞擊和鳥擊等[8]，圖1-3給出了冰雹和鳥撞擊飛機(jī)后的損傷圖。沖擊載荷下，復(fù)合材料內(nèi)部容易產(chǎn)生不易察覺的損傷，如纖維斷裂、分層和基體裂紋等損傷，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損傷。這些事故的發(fā)生會(huì)對(duì)飛機(jī)的安全運(yùn)行造成巨大的威脅。復(fù)合材料相比于金屬材料，其力學(xué)性能更為復(fù)雜多變，其抗沖擊性能受到材料種類、鋪層角度、混雜方式等多種因素的影響，因此對(duì)于復(fù)材結(jié)構(gòu)防護(hù)性能的研究更為復(fù)雜。為了保障乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，減少航空公司的經(jīng)濟(jì)損失，研究復(fù)合材料層合板的抗沖擊性能，對(duì)于提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能是具有重要意義的。圖1-3冰雹撞擊及鳥擊圖現(xiàn)有的文獻(xiàn)大多從彈體撞擊角度[8]、撞擊物形狀[9]、復(fù)合材料鋪層角度[10]、層數(shù)[11]和預(yù)處理方式[12]、溫度效應(yīng)[13]、層合板尺度效應(yīng)[14]等角度，研究復(fù)合材

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2復(fù)合材料在C919上的應(yīng)用飛機(jī)在滑行、起飛、爬升、巡航、下降和著陸的過程中不可避免的會(huì)遭到外來物的撞擊，如沙石、冰雹撞擊和鳥擊等[8]，圖1-3給出了冰雹和鳥撞擊飛機(jī)后的損傷圖。沖擊載荷下，復(fù)合材料內(nèi)部容易產(chǎn)生不易察覺的損傷，如纖維斷裂、分層和基體裂紋等損傷，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損傷。這些事故的發(fā)生會(huì)對(duì)飛機(jī)的安全運(yùn)行造成巨大的威脅。復(fù)合材料相比于金屬材料，其力學(xué)性能更為復(fù)雜多變，其抗沖擊性能受到材料種類、鋪層角度、混雜方式等多種因素的影響，因此對(duì)于復(fù)材結(jié)構(gòu)防護(hù)性能的研究更為復(fù)雜。為了保障乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，減少航空公司的經(jīng)濟(jì)損失，研究復(fù)合材料層合板的抗沖擊性能，對(duì)于提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能是具有重要意義的。圖1-3冰雹撞擊及鳥擊圖現(xiàn)有的文獻(xiàn)大多從彈體撞擊角度[8]、撞擊物形狀[9]、復(fù)合材料鋪層角度[10]、層數(shù)[11]和預(yù)處理方式[12]、溫度效應(yīng)[13]、層合板尺度效應(yīng)[14]等角度，研究復(fù)合材

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]平紋織物混雜纖維復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能試驗(yàn)研究[J]. 蘇波,張摶,于國軍,葛晶,陳家樂.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2019(11)
[2]碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層壓板沖擊凹坑的回彈特性[J]. 管清宇,嚴(yán)文軍,吳光輝,夏品奇.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(02)
[3]混雜纖維復(fù)合材料層板的抗彈沖擊性能[J]. 易凱,孫建波,楊智勇,楊堅(jiān),賀曄紅.  宇航材料工藝. 2019(01)
[4]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)變率效應(yīng)的數(shù)值仿真[J]. 葉輝,朱艷榮,蒲永鋒.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(05)
[5]纖維/鎂合金混雜層合板低速?zèng)_擊響應(yīng)及損傷模擬[J]. 周霞,李凱,陳成杭,陳星馳.  振動(dòng)與沖擊. 2018(22)
[6]層間混雜層合板彈道沖擊損傷對(duì)比研究[J]. 陳戰(zhàn)輝,萬小朋,王文智,李沛城.  航空工程進(jìn)展. 2018(04)
[7]T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料抗沖擊性能[J]. 王莉,熊舒,肇研,楊利.  航空材料學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]混雜纖維復(fù)合材料力學(xué)性能及其低速?zèng)_擊性能研究[J]. 鮑子賀,牛一凡,嚴(yán)炎,王浩,歐陽俊杰.  塑料工業(yè). 2018(08)
[9]鋼球斜侵徹碳纖維復(fù)合材料板的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 謝文波,張偉,姜雄文.  爆炸與沖擊. 2018(03)
[10]剛性卵形頭彈撞擊角度對(duì)編織復(fù)合材料層合板侵徹特性的影響[J]. 鄧云飛,袁家俊,徐建新.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(08)

碩士論文
[1]混雜纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 楊松.河南科技大學(xué) 2018
[2]鋪層復(fù)合材料沖擊破壞機(jī)理及不同混雜結(jié)構(gòu)沖擊后剪切性能[D]. 吳盼.東華大學(xué) 2016
[3]二維三軸編織混雜層合復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能研究[D]. 王文莎.東華大學(xué) 2015
[4]緩沖材料在液晶模組綁定制程中的應(yīng)用研究[D]. 陳銳.華南理工大學(xué) 2014
[5]三維五向玻纖/碳纖混雜編織環(huán)氧樹脂復(fù)合材料沖擊性能[D]. 方丹丹.東華大學(xué) 2014
[6]層間混雜復(fù)合材料體系設(shè)計(jì)與抗沖擊性能數(shù)值模擬研究[D]. 趙偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3447267