复合材料夹芯板反复冲击损伤累积特性实验研究

本文采用INSTRON 9350落锤冲击试验机进行了碳纤维增强复合材料PVC泡沫夹芯板反复冲击加载实验,得到了冲击力-时间、冲击力-位移曲线以及复合材料损伤试验图等,研究了反复冲击载荷下复合材料夹芯板动态响应与损伤累积演化机制。研究结果表明,反复冲击载荷作用下复合材料夹芯板不仅会导致动态变形与损伤程度不断累积,而且还可能产生损伤模式演化。随着反复冲击次数的增加,复合材料夹芯板结构弯曲刚度逐渐降低,结构出现明显的弱化现象。

含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷下的动态响应

[目的]为研究含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷作用下的动态响应影响,[方法]通过开展铝合金板的反复冲击试验和有限元仿真研究,分析在反复冲击载荷下铝合金板的动态响应特性,比较完整铝合金板和含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷作用下的冲击力和破坏模式。[结果]试验结果与仿真计算取得较好的吻合。结果表明,在反复冲击载荷作用下,铝合金板对初始裂纹较为敏感;初始裂纹会降低铝合金板的承载能力,使得冲击力减小,反复冲击直至失效的冲击次数减小;含初始裂纹铝合金板的破坏模式也会受到影响。[结论]研究结果可对铝合金船体外板的结构强度计算和评估提供一定的依据和参考。

开孔对热塑性复合材料层合板抗反复冲击性能影响的研究

研究了孔与冲击点的距离对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板抗反复冲击性能的影响。采用热压成型工艺制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯层合板,通过落锤冲击试验机对层合板进行反复冲击,直至其发生完全穿透,获得冲击响应的相关数据。结果表明:孔与冲击点的距离d对玻纤增强聚丙烯层合板抗反复冲击性能的影响显著,就一次冲击而言,距离d越大,最大接触力越大,位移和吸收能量反而越小。相比于无孔层合板,d为5 mm、10 mm、15 mm、20 mm的开孔板抗反复冲击的次数分别降低了88. 1%、57. 6%、20. 3%、3. 3%。反复冲击过程中,d=5 mm和d=10 mm开孔板的最大接触力存在峰值点,开孔促进了层合板吸收冲击能量,每次冲击的吸收能量随着冲击次数的增加而缓慢增加。

反复冲击压缩高岭土动力特性SHPB试验

为了探明软黏土在反复冲击压缩荷载作用下的动力响应,利用SHPB (Split Hopkinson Pressure Bars)试验技术,建立高岭土SHPB试验系统,进行反复冲击压缩试验。通过比选确定合理的试样厚度、整形器和冲击速度用以提高试验结果的精度;开展了7组不同厚度、含水率和冲击速度的高岭土试样测试,试样厚度分别为10,15 mm,含水率分别为24%、29%和36%,冲击速度分别为3,5 m·s-1。试验结果表明:含水率29%的试样,冲击速度为5 m·s-1更有利于试样应力均匀性的实现,反复冲击次数的增加亦提高了试样的均匀性,在反复冲击后,试样应变量下降约16%,而应力峰值提高了约30%;反复冲击过程中,高岭土试样的应变出现软化现象,随着冲击次数增加,试样的应变峰值经历"降低-上升-降低"的过程;平均应变率与含水率反相关,相同试样厚度下,冲击速度为5 m·s-1,含水率为24%的试样反复冲击下的平均应变率最大为210 s-1,冲击速度为3 m·s-1,含水率为24%的试样的平均应变率依然最大为177 s-1;高岭土试样的压缩波速主要受含水率的影响,含水率越高,波速越大,含水率为36%的试样波速最大值为313 m·s-1,厚度为10 mm的试样能更有效获取冲击压缩波速。

缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料反复低速冲击性能研究

采用真空辅助传递模塑(VARTM)工艺制备了铺层为[45°/-45°/0°/90°]2s的缝合/未缝合泡沫夹芯结构复合材料,并在15 J的冲击能量下对其进行了五种不同冲击次数的落锤反复低速冲击实验,通过Micro-CT扫描对冲击后的纤维面板内部不可见的损伤进行表征,从而揭示其内部损伤机理。结果表明:泡沫夹芯结构复合材料损伤形式主要包括分层损伤、基体开裂和纤维断裂。经历前五次冲击后,泡沫夹芯结构复合材料主要产生分层损伤和基体开裂,纤维断裂仅出现在冲击位置;随着冲击次数的增加,纤维断裂的现象愈加明显。面板层间损伤从冲击表面至材料内部的主要损伤模式不同,其损伤面积呈递增状,靠近泡沫的第7—8层的层间分层所带来的损伤面积最大。缝线树脂柱能够有效改善泡沫夹芯结构的抗冲击性能,与未缝合相比,缝合泡沫夹芯复合材料在相同冲击次数下的残余最大冲击载荷的提升幅度为33.4%~48.1%。此外,还得到了15 J能量下冲击次数及凹坑深度的关系曲线图,并拟合出相应的数学公式,再结合曲线拐点位置,能够实现对复合材料损伤模式的预测。

博士学位论文摘要──反复低速冲击下短纤复材的损伤研究

短纤维复合材料 ,由于其良好的制作工艺性和应力匹配性 ,近些年在国内外许多行业包括铁路行业得到了广泛的应用 ,这也促使人们越来越渴望了解其在各种载荷下的力学行为。冲击载荷是工程上常见的载荷形式 ,因此 ,对复合材料在冲击载荷下力学行为的研究 ,一直是各国学者关注的重点。已有的研究成果表明 :纤维增强复合材料在使用过程中 ,最严重的损伤就是冲击损伤 ,哪怕是受到低速、小能量冲击 ,都会使纤维脱粘 ,引起强度、刚度下降 ,从而显著降低使用寿命。对于短纤维复合材料 ,由于其增强效果不如长纤维复合材料 ,一般不用作主要承受拉应力的部件。但尽管如此 ,其制品遭受低速、小能量冲击的情况还是比较多的。如 :用短纤增强尼龙制成的轴承保持架 ,可能受到车轴的反复低速冲击 ;短纤复材地板 ,有可能受到落物的冲击 ,等等。小能量、低速冲击产生的损伤往往表面上看不出来 ,因此 ,危害性更大。所以 ,研究短纤复材在低速、小能量反复冲击下的力学行为 ,对于其产品的合理设计和安全使用 ,意义极为重大。鉴于上述原因 ,本文首先以随机分布短玻纤增强不饱和聚酯树脂为材料 ,利用ＭＴＳ试验机模拟低速冲击加载 ,研究了单调低速冲击和反复低速冲击条件下、短纤维复合材料的力学行为和损伤特征。接着 ,以实验数?

反复低速冲击下短纤维复合材料的试验研究

利用 MTS矩形波加载 ,研究了短纤维复合材料在反复低速冲击下的力学行为、温度变化规律和断裂特征 ,并与正弦波常规疲劳进行了对比。得出 :反复低速冲击下 ,短纤维复合材料割线模量、滞后圈面积的变化规律与常规疲劳时相同 ,最大、最小循环应变 (绝对值 )则分别高于常规疲劳时的对应值 ;两种载荷下的材料开裂、破坏特征以及控制因素相同 ,但温度变化规律不同 ;相同循环数下 ,与常规疲劳相比 ,反复低速冲击时 ,短纤维复合材料吸收的能量大而以热的形式耗散的少 ,说明材料用于损伤的能量多 ,因此 ,与常规疲劳相比 ,反复低速冲击对短纤维复合材料的危害更大。

反复低速冲击下短纤维复合材料的能量耗散与损伤演变

运用热力学理论和最小耗能原理,研究了反复低速冲击下短纤维复合材料的能量耗散与损伤演变,给出了冲击循环下材料耗散能表达式,建立了与复合材料割线模量降低率相关的损伤变量表达式和损伤演变方程。同时,以试验数据为基础,利用导出的损伤变量表达式,绘制出了反复低速冲击下短纤维复合材料的损伤演变曲线,并对曲线趋势进行了分析。

泡沫铝芯体冲击力学性能试验研究

基于马歇特落锤实验原理,设计与开发出具备测试与数据采集分析功能的高过载冲击试验系统,并运用该设备研究了反复冲击条件下泡沫铝芯体的耐冲击能力和应力-应变响应特性、吸能特性与反复冲击次数的敏感性。实验结果表明:泡沫铝芯体的动态应力应变曲线也具有泡沫材料的应力应变曲线的"三阶段"特征,泡沫铝芯体具有更高的良好的缓冲吸能特性,且该特性随着泡沫铝芯体细长比的增加而增强。

功率重复冲击下两区域交流联络线功率波动机制及幅值计算

功率冲击将在两区域互联电力系统联络线上引发功率波动,幅值较大时可能威胁同步电网的稳定运行。该文将两区域互联电力系统的功率波动表示为2阶线性系统受到激励后的时域响应,同时基于电力系统功率冲击的三阶段分配理论,分析反复功率冲击情况下两区域联络线上功率波动每个周期的变化规律,阐明这种变化的机理,提出每个周期波动幅值的计算方法。通过华北—华中互联系统2015年某次电网真实的反复功率冲击事件实测数据,验证了所提理论和方法的有效性。

HDPE-g-MAH对炭黑/HDPE复合材料耐电流冲击性能的影响

以高密度聚乙烯（HDPE）、炭黑及相容剂马来酸酐接枝HDPE （HDPE-g-MAH）制备了高分子正温度系数（PTC）材料,考察了HDPE-g-MAH的接枝率及含量对该PTC材料的耐电流冲击性能的影响.结果表明,添加接枝率为0.2％～0.5％的HDPE-g-MAH时,材料具有较好的耐电流反复冲击性能,耐电流反复冲击3 000次的电阻值升幅在10％以内,能很好地满足电机客户对PTC材料的长期耐久性的要求.

聚氨酯涂层对复合材料层合板抗反复低速冲击性能的影响

本文采用模压成型工艺制备出三种不同厚度的复合材料层合板,对其表面进行喷砂粗糙处理后喷涂相同厚度聚氨酯,制备聚氨酯喷涂复合材料层合板。使用落锤冲击试验机反复冲击复合材料裸板与喷涂过聚氨酯的复合材料层合板,直到其完全穿透,通过超声波C扫描检测对冲击后试样的分层面积进行分析。结果表明:随着冲击能量增大,聚氨酯对复合材料层合板抗反复冲击性能的影响逐渐减弱,冲击后试样的损伤面积逐渐增大;随着层合板厚度的增加,聚氨酯对复合材料层合板抗反复冲击性能的影响增强,致使试样冲击后损伤面积减小。

两栖战大演习中的国产水陆坦克——63A的突击 全景展示我军两栖坦克登船、下载、航行、作战、集结全过程

63A是目前世界上新研制的唯一一种两栖坦克,从新近举行的跨海登岛作战演习中该坦克的表现分析,我军的联合登岛作战已经开始具备海上坦克集群实施波浪式反复冲击的特点……

大容量变压器试验剩磁的产生原理及消磁措施

大容量变压器内剩磁由于无法进行现场测量,可能对设备安全运行及投切带来不良影响。本文主要分析了大型变压器现场直流电阻测量时产生剩磁的原因及可能造成的危害,提出了现场消除剩磁的方法,并对规范现场作业消除剩磁影响提出了建议。