新型α+β双相钛合金板抗高速冲击损伤行为研究

采用直径7.5 mm钢丸对新型Ti-Mo-V系α+β双相钛合金板材进行高速冲击试验,使用光学显微镜及扫描电镜,对等轴组织板材抗高速冲击损伤行为进行分析。结果表明:钢丸高速冲击后,损伤部位均未观察到明显的分区现象。冲击着板瞬间,相比于钢丸垂直高速冲击,钢丸冲击方向与板法线方向存在较小偏角时,板材更易发生高速冲击破坏失效,沿板材正面冲击损伤中轴线侧剖后可观察到非对称形态的冲击损伤。冲击损伤部位均形成绝热剪切带,主要分布在正面冲击损伤部位中心及两侧区域,其分布形式主要包括:(1)在冲击损伤中心处呈半弧状分布;(2)在冲击损伤部位两侧沿高速冲击方向约呈45°分布,绝热剪切失效是板材防护失效的主要原因。

基于激光诱导石墨烯电学成像的复合材料结构损伤监测

针对军用飞机遭受导弹和炮弹及其碎片高速冲击的情况,提出具有自感知功能的复合材料层板结构,对损伤进行监测。采用激光诱导技术在聚酰亚胺纸表面制备石墨烯感知层,并共固化于复合材料层板中,结合电学成像技术对损伤进行感知与识别。在复合材料层板结构遭受高速冲击前后分别对石墨烯层注入激励电流并测量边界电压数据,通过正则化算法重建损伤引起的电导率变化分布图像,并识别获取损伤信息。实弹射击试验结果表明,聚酰亚胺纸上激光诱导的石墨烯层具有良好的感知功能,结合电学成像重建的损伤图像可以较准确反映出损伤位置,并提供损伤近似尺寸等信息,验证了所提出的自感知复合材料层板对高速冲击损伤监测的有效性。