碳纖維復(fù)合材料（Carbon Fibre Reinforced Plastic,簡(jiǎn)稱:CFRP）/鋁蜂窩夾芯板具有重量輕、密度小、比強(qiáng)度高、比剛度大、抗沖擊以及減震吸能等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通等領(lǐng)域。CFRP/鋁蜂窩夾芯板的力學(xué)性能研究以準(zhǔn)靜態(tài)和低速撞擊為主,但夾芯板在服役過程中難免會(huì)遭受到速度在幾百米到幾千米每秒的碰撞,目前對(duì)這類強(qiáng)沖擊的研究相對(duì)較少。本文以CFRP/鋁蜂窩夾芯板為研究對(duì)象,借助實(shí)驗(yàn)、理論計(jì)算和數(shù)值模擬等方法對(duì)彈丸的強(qiáng)沖擊進(jìn)行研究,并借助掃描電子顯微鏡（SEM）從微觀角度對(duì)破壞區(qū)域進(jìn)行觀察與分析。在中速碰撞研究中,使用一級(jí)炮作為加載工具,分別進(jìn)行了鋼彈丸碰撞三種不同組合方式的靶板和鋁彈丸碰撞鋁蜂窩芯和夾芯板的沖擊試驗(yàn)。其中,鋼彈丸以300m/s左右的速度侵徹CFRP前面板、鋁蜂窩芯、CFRP后面板以及夾芯板的作用時(shí)間分別約為32.5μs,91.7μs,40.3μs和164.5μs;通過對(duì)高速攝影的解析可以得到,鋁彈丸貫穿鋁蜂窩芯和CFRP/鋁蜂窩夾芯板的作用時(shí)間分別為86μs和240μs。利用三階段模型的公式近似計(jì)算出鋼彈丸侵徹各層板后的速度,與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

整流罩殘骸

Ｆｉｇ．?１．２?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｏｎ?ｌａｒｇｅ?ａｉｒｃｒａｆｔ??在直升機(jī)上，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)被用來制作旋翼，從而提高了氣動(dòng)調(diào)節(jié)能力毀能力，也使得潛在的費(fèi)用降低［１５＼目前波音公司和貝爾公司ｊＡ研發(fā)的翼機(jī)Ｖ－２２同樣對(duì)重量非常敏感，機(jī)身的夾層結(jié)構(gòu)占４０％［１６１。我國(guó)自行研制武裝直升機(jī)武直－９有近３００個(gè)構(gòu)件是采用了?Ｎｏｍｅｘ蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，約占整面積的８０°／〇【１７】。??３）交通運(yùn)輸??２０１０年韓國(guó)正式投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的ＴＴＸ?（Ｔｉｔｌｅ?Ｔｒａｉｎ?Ｅｘｐｒｅｓｓ？擺式列車維復(fù)合材料車體最成功的案例，如圖１．３所示。列車設(shè)計(jì)速度２００ｋｍ／ｈ，采２拖６節(jié)編組，運(yùn)營(yíng)速度為１８０?ｋｍ／ｈ。車體的外殼采用碳纖維鋁蜂窩三明材料夾芯板（３．５ｍｍ外板＋４０ｍｍ鋁蜂窩＋?１．５ｍｍ內(nèi)板）實(shí)現(xiàn)輕量化，面１２６３碳纖維／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料１｜８】，與傳統(tǒng)鋁合金車體相比，碳纖維復(fù)合材外殼總質(zhì)量降低了?４０％。車體的疲勞強(qiáng)度、靜強(qiáng)度、模態(tài)特性、防火安全

車已經(jīng)通過線路運(yùn)行驗(yàn)證了?ＣＦＲＰ在防火、強(qiáng)度、沖擊、隔熱、降噪等性能方面??的優(yōu)點(diǎn)和工業(yè)可行性［｜９］。??圖１．４法國(guó)ＴＧＶ列車??Ｆｉｇ．?１．４?Ｆｒｅｎｃｈ?ＴＧＶ?ｔｒａｉｎ??１．３?ＣＦＲＰ／鍋蜂窩夾芯板的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀??ＣＦＲＰ／鋁蜂窩夾芯板作為一種有發(fā)展前景的新興材料，越來越多的學(xué)者對(duì)其進(jìn)??行研究。其中包括對(duì)ＣＦＲＰ板、鋁蜂窩芯層以及整體夾芯板等多個(gè)方面的研究。??１．３．１對(duì)夾芯板各組成部分的性能研究現(xiàn)狀??ＣＦＲＰ／錯(cuò)蜂窩夾芯板是一種較為復(fù)雜的組合體，可將其分為ＣＦＲＰ和鋁蜂窩兩??部分進(jìn)行分別研宄。學(xué)者對(duì)ＣＦＲＰ的碰撞研究現(xiàn)狀總結(jié)如下：??姜春蘭等利用一級(jí)氣炮對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行一維平面應(yīng)變碰撞實(shí)驗(yàn)，結(jié)??合拉格朗日分析方法，研宄了高速?zèng)_擊時(shí)的宏觀動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，獲得了應(yīng)力等幾??個(gè)參量隨時(shí)間與空間的變化規(guī)律。賈光輝等分別對(duì)國(guó)外６個(gè)彈道極限方程的調(diào)??－６－??


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