【摘要】：聚脲彈性體因其優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，在防護(hù)工程領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。本文采用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，從耗能機(jī)制、破壞機(jī)制和速度效應(yīng)上對(duì)聚脲彈性體復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗沖擊防護(hù)性能進(jìn)行了研究。 采用7.62mm口徑尖頭彈丸對(duì)SPUA-502聚脲彈性體和LY12硬鋁合金板組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行300～450m/s速度范圍的正侵高速?zèng)_擊試驗(yàn)，其中鋁板總厚度為4mm，聚脲層厚度為6mm，復(fù)合結(jié)構(gòu)的總厚度為10mm，形成無(wú)涂層鋁板、三明治結(jié)構(gòu)和層狀涂覆結(jié)構(gòu)。采用激光測(cè)速裝置和鋁箔測(cè)速裝置測(cè)量彈丸的初速和余速，并從聚脲層和結(jié)構(gòu)整體的單位面密度的速度降和動(dòng)能耗散，結(jié)構(gòu)破壞和耗能機(jī)制方面上進(jìn)行了分析和討論。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，層狀涂覆結(jié)構(gòu)的彈丸速度降最大，且隨著沖擊速度的增大，彈丸速度降也隨之增加；該結(jié)構(gòu)整體的動(dòng)能耗散是無(wú)涂層鋁板結(jié)構(gòu)的1.10倍，是三明治結(jié)構(gòu)的1.36倍，其中，聚脲層作為背板時(shí)的動(dòng)能耗散是聚脲夾層的2.73倍，是鋁板的1.29倍；從彈坑剖面上分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)涂層鋁板呈現(xiàn)圓錐形擴(kuò)孔，復(fù)合結(jié)構(gòu)在靠近聚脲層的鋁板孔道出現(xiàn)收縮，聚脲層和鋁板間出現(xiàn)了撕裂剝離，，且在聚脲層上發(fā)現(xiàn)少量的鋁屑，這體現(xiàn)了聚脲層作為涂覆背板時(shí)能夠有效阻擋碎片飛濺的巨大優(yōu)勢(shì)。 結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，采用ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)438m/s沖擊速度下三類(lèi)結(jié)構(gòu)的彈丸余速和破壞機(jī)制進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)所選的材料模型能夠有效模擬結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能和破壞模式；在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)展研究了新型復(fù)合結(jié)構(gòu)-疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的總厚度也為10mm，不同的是聚脲層既作為夾層又作為涂層，且其厚度發(fā)生變化。通過(guò)模擬研究發(fā)現(xiàn)，疊層結(jié)構(gòu)的彈丸余速均低于層狀涂覆結(jié)構(gòu)；其中凡是有聚脲層作為涂覆背板的復(fù)合結(jié)構(gòu)，彈丸在完全穿透復(fù)合結(jié)構(gòu)時(shí)，均出現(xiàn)“釋能過(guò)程”，即彈丸速度會(huì)有一定的提升；由不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的模擬結(jié)果得到復(fù)合結(jié)構(gòu)的彈道痕跡變化示意圖。
【圖文】：

（a）工程防腐 （b）船舶防撞 （c）爆炸防護(hù)圖 1.1 聚脲彈性體在工程上的應(yīng)用聚脲是由異氰酸酯組分（簡(jiǎn)稱(chēng)Ａ組分）與氨基化合物組分（簡(jiǎn)稱(chēng)Ｒ組分）反應(yīng)的一種彈性體物質(zhì)[17]，它有優(yōu)良的工程力學(xué)性能[18]，具有彈性模量高、抗拉強(qiáng)度

不同應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TJ410;E951

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 馮菁;韓煒;李珍;汪在芹;;新型聚脲混凝土保護(hù)材料開(kāi)發(fā)及工程應(yīng)用研究[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2012年02期

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本文編號(hào)：2651606