功能梯度材料抗侵彻性能试验研究

【摘要】： 金属基复合材料学科是一门相对较新的材料科学，但由于其性能优异受到人们的关注，研究人员做了大量的研究工作，并在此基础上开发出各种不同增强材料和体积含量的金属基复合材料。其中陶瓷颗粒增强的金属基功能梯度材料由于其优异抗弹击能力越来越受到世界各国的高度重视。 本文主要论述了Al/SiC_p复合材料在高应变率下的力学性能和功能梯度材料(FGM)穿甲实验研究。 本文用自行研制的分段式霍布鑫森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)研究Al/SiC_p复合材料在高应变率下压缩的力学行为。试验所采用的试样为采用真空热压粉末冶金烧结工艺制备的Al/SiC_p复合材料线切割成φ5*5的圆柱形试样，其中SiC的含量分为6种情况，即5％、10％、15％、20％、25％、30％。得到6种不同体积含量的SiC_p/Al复合材料的应力-应变曲线。与复合材料在准静态压缩下的变形行为相比，复合材料高应变率流变应力有较大提高。随着SiC颗粒的体积分数的增加，复合材料流动应力相应增加，并将实验结果与理论计算结果进行了比较分析，得到反映颗粒增强金属基复合材料性能的本构方程。 此外本文详细地介绍了功能梯度材料的穿甲试验设备和实验技术。从试验数据和结果分析发现功能梯度材料板比纯铝板具有更好的抗侵彻性能。