收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复合材料冲击能量门槛值及回弹特性研究

王佳俊  
【摘要】:复合材料自问世以来,由于其优异的性能以及模块化生产的特点,使得复合材料被广泛的应用于航空航天、舰船制造、建筑等各个领域。但是由于复合材料对冲击很敏感,使得在遭受冲击作用后材料的性能衰退严重,从而造成严重的安全隐患,因而对于复合材料层合板遭受冲击后层合板损伤的研究具有非常重大的意义。本文在国家自然科学基金项目(编号:51573018)的资助下,对复合材料层合板的冲击能量门槛值及损伤回弹特性进行了研究。本文对玻纤/环氧单向板、玻纤/环氧多向板和碳纤/环氧多向板三种类型层合板在不同冲击能量下进行冲击试验,利用Keyence VHX2000C超景深三维显微镜对三种层合板冲击后表面损伤形貌进行3D扫描,分析了三种类型层合板损伤面积和凹坑深度的变化规律,并利用自行研制的贯通伤检测仪器对冲击后层合板的渗漏情况进行了检测,结合冲击试验与贯通伤检测的实验结果,得出了三种类型层合板的冲击能量门槛值。最后根据层合板表面损伤形貌特征,引入因子k,得到了冲击能量与损伤面积之间的关系式。考虑到回弹特性对表面损伤的影响,对三种不同类型层合板凹坑深度随时间的变化的情况进行测量,得出了三种层合板受冲击后凹坑深度的回弹特性。实验结果表明,随着冲击能量和板厚的增大,层合板的损伤面积和凹坑深度也不断增大,但玻纤/环氧复合单向板和玻纤/环氧复合多向板随着冲击能量的增大,变化曲线存在一个转折点,转折点之后变化趋缓,而碳纤/环氧复合多向板并未发现明显的转折点。对三种类型层合板的损伤情况(包括损伤面积和凹坑深度)进行比较可以发现,碳纤/环氧复合多向板玻纤/环氧复合多向板玻纤/环氧复合单向板。玻纤/环氧复合单向板的冲击能量计算公式见式(4-3),玻纤/环氧复合多向板的冲击能量计算公式见式(4-5),碳纤/环氧复合单向板的冲击能量计算公式见式(4-7)。计算其误差,得出玻纤/环氧复合单向板的计算误差较大在15%以内,玻纤/环氧复合多向板与碳纤/环氧复合多向板的计算误差较小,均在10%以内。贯通伤检测实验得出玻纤/环氧复合单向板的冲击能量门槛值为板厚的(2~3)倍;玻纤/环氧复合多向板的冲击能量门槛值为板厚的(3~4)倍;碳纤/环氧复合多向板的冲击能量门槛值为板厚的(2~3)倍。三种类型层合板回弹变化规律基本一致,分为三个阶段。第一阶段为快速回弹阶段;第二阶段为缓慢回弹阶段;第三阶段为凹坑稳定阶段。且回弹主要发生在24h以内,超过24h后,回弹可以忽略不计,认为损伤保持稳定。回弹率大小排序为,GS03GD03CS03,且回弹率的大小与冲击能量的大小无关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 陆观;梁大开;徐一鸣;邱自学;;变厚度复合材料板低速冲击能量监测[J];振动与冲击;2018年10期
2 陈琪;关志东;何为;冀赵杰;田承志;;复合材料层合结构低速冲击后的渗漏性能[J];航空材料学报;2015年01期
3 丁明聪;李地红;侯云芬;王佳俊;;玻璃纤维/环氧层合板低冲击能量与凹坑深度量化研究[J];玻璃钢/复合材料;2017年06期
4 马玉涛;;对手锤的冲击能量及打击力的探讨[J];黑龙江科技信息;2008年23期
5 贾利晓;;冲击能量对钨铬表面复合层冲击磨损特性的影响[J];热加工工艺;2007年21期
6 肖靖航;张春涛;王汝恒;莫军;张文革;;玄武岩纤维复材层合板低速冲击试验研究[J];工业建筑;2018年05期
7 王超;;基于有效冲击能量速率的煤层冲击倾向性指数研究[J];煤矿开采;2017年05期
8 张维;;低速冲击作用下层合板损伤试验研究与数值分析[J];工程与试验;2018年02期
9 杨人凤 ,张永新;冲击能量与振动能量的合理匹配[J];工程机械;2003年10期
10 崔海坡;陈婷婷;王双情;;碳纤维复合材料假脚冲击后的疲劳试验[J];材料科学与工程学报;2017年02期
11 南月省;门槛值、门槛服务范围及其大小[J];中学地理教学参考;2001年10期
12 张小娟;张博平;;复合材料层合板低速冲击损伤方法研究[J];航空计算技术;2010年03期
13 钱士强;;35CrMo钢复合型裂纹的疲劳门槛值[J];热加工工艺;2007年24期
14 王永廉;对确定疲劳裂纹扩展理论门槛值方法的评介[J];南京工程学院学报;2002年01期
15 王永廉;确定疲劳裂纹扩展理论门槛值的方法[J];强度与环境;2002年03期
16 王玮祎;40CrNiM_0钢的疲劳门槛值与热处理工艺[J];长沙铁道学院学报;1998年02期
17 徐人平,段小建,詹肇麟;理论门槛值的研究[J];强度与环境;1995年04期
18 邓蓉英;;过载对疲劳裂纹低速扩展的影响[J];金属学报;1987年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周晔欣;黄争鸣;;新的极限强度判据和刚度衰减对桥联理论模拟层合板精度的改善[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
2 张培伟;熊峰;王东平;;双向编织碳纤维层合板的振动破坏[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
3 宫文然;陈金龙;;含分层损伤复合材料(CFRP)层合板结构屈曲和后屈曲力学行为研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
4 黄尧;龙连春;;激光烧蚀碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的数值模拟[A];北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集[C];2015年
5 卿尚波;晏麓晖;;纤维层合板抗弹性能数值模拟分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
6 杜彦楠;朱明亮;轩福贞;;时效处理对转子钢焊接接头近门槛值区裂纹扩展规律的影响[A];第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册[C];2012年
7 杜萌;耿谦;李跃明;;考虑温度梯度效应层合板的动态特性研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
8 苏罗丹;杨庆生;;基于内聚力模型的金属层合板复合材料损伤分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
9 王建国;郭琳;;简支压电压磁层合板问题的分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
10 程小全;邵世纲;邹健;张纪奎;郦正能;;含孔缝纫层合板拉—拉疲劳性能的试验研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋丹龙;CFRP结构干涉连接区域损伤萌生机理与控制方法研究[D];西北工业大学;2016年
2 聂慧慧;Al/Mg/Al层合板的微观组织结构和热变形行为[D];太原理工大学;2017年
3 宫文然;含分层损伤复合材料(CFRP)层合板结构屈曲和后屈曲力学行为研究[D];天津大学;2015年
4 王向阳;复合材料层合板结构的可靠性优化和鲁棒优化研究[D];华中科技大学;2004年
5 谢昱;层合板的应力分析及其剥离[D];清华大学;1988年
6 王丹勇;层合板接头损伤失效与疲劳寿命研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 田爽;玻璃纤维增强铝合金层合板低速冲击损伤特性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 辛士红;纤维增强树脂基复合材料层合板抗侵彻性能数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2015年
9 周荣星;多轴向经编针织结构增强材料低速冲击能量吸收特性研究[D];东华大学;2002年
10 王晓丹;满足层间连续条件的层合板理论及其准确和高效的板单元[D];天津大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王佳俊;复合材料冲击能量门槛值及回弹特性研究[D];北京建筑大学;2017年
2 胡令金;CFRP层合板低能量冲击损伤研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 褚兵强;低能量冲击对含孔隙CFRP层合板力学性能的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 马凌峰;多数原则能否提高多中心门槛公共物品供给?[D];南京财经大学;2018年
5 杨梓童;地铁头车玻璃钢外罩结构设计及分析[D];大连交通大学;2018年
6 马全扬;镁合金表面植酸处理及其纤维增强层合板研究[D];重庆大学;2018年
7 张晓莹;连接形式对GLARE层合板连接结构振动特性影响的分析[D];哈尔滨工业大学;2018年
8 彭佳琦;热声载荷下螺栓连接复合材料壁板非线性振动响应分析[D];哈尔滨工业大学;2018年
9 鞠珊珊;玄武岩纤维增强金属层合板的制备及其性能优化研究[D];吉林大学;2018年
10 李思可;复合材料弹箱的冲击作用工况及应力分析[D];南京理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 朱巍;对打车软件设立行政门槛值得商榷[N];中国高新技术产业导报;2013年
2 廖海金;提高药店准入门槛值得称道[N];健康报;2010年
3 彭扬;央行银监会:希望欧盟重新考虑IPU门槛值[N];中国证券报;2018年
4 肖华;降低村官罢免门槛值得期待[N];中国青年报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978