基于MOF-801的高性能剪切增稠液的制备及防护性能研究

航空服作为保护飞行员安全的重要个人防护设备,一直在不断改进和升级。如何在保证飞行员生命健康的前提下,实现航空服穿戴舒适化和轻质化,一直都是一个亟须解决的问题。剪切增稠液是一种新型智能材料,其具有独特的非牛顿流体特性,可有效吸收外来冲击从而实现缓冲效果。然而,现有研究中剪切增稠液体系亟待进一步优化,传统二氧化硅基剪切增稠效应也需要提高。基于此,本文以氯化氧锆为次级构筑单元,富马酸为侨联配体,得到具有高度结晶度和良好热稳定性的MOF-801纳米颗粒。将其与乙二醇溶液通过球磨法制备得到剪切增稠液。该产品表现出优异的剪切增稠性能,在相同质量分数下其性能优于传统二氧化硅基的剪切增稠液。同时,利用激波发生装置,研究发现剪切增稠液在超高速激波作用下,同样表现出由液体向固体的转变。最后,通过稀释后抽滤方法,将剪切增稠液与天然皮革紧密复合,所得复合结构表现出良好的能量耗散特性和缓冲减震特点。MOF-801基剪切增稠液不仅具有优异的剪切增稠性能,也为新一代防护服的仿生轻质化设计提供了新的方向。

钨合金长杆弹侵彻半无限钢靶的数值模拟及分析

利用显式动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA,采用ALE方法和Steinberg本构模型,对钨合金长杆弹侵彻半无限厚钢靶进行了数值模拟,给出了侵彻过程4个阶段的完整图像和相关物理量的时程变化曲线,分析了弹、靶的压力分布、质点速度以及材料的流动特性。结果表明:在较大速度范围内,模拟计算的侵彻深度与实验结果吻合得很好;沿侵彻轴线,弹靶交界面附近的材料行为主要由静水压力控制。

-196℃奥氏体不锈钢母材与焊缝的动态断裂韧性

在-196℃对S30408奥氏体不锈钢的母材和焊缝进行了夏比摆锤冲击实验,采用改进的柔度变化率法得到了低温下不锈钢母材夏比试样的起裂点。结果表明,采用改进的柔度变化率法得到的结果比采用传统的柔度变化率法得到的结果更准确。根据实验得到的载荷-位移曲线,结合采用Schindler法和关键曲线法各自所得结果的优点,得到了不锈钢母材的动态裂纹扩展阻力曲线(动态J-R曲线)。依据不锈钢焊缝在低温动载下的载荷-位移曲线及其断裂特征,通过线弹性断裂力学计算获得其动态断裂韧性。

可变形弹丸贯穿铝合金靶的数值模拟

采用显式动态有限元商业软件ABAQUS/Explicit对可变形卵形弹丸正贯穿和斜贯穿有限厚度铝合金靶的过程进行了有限元数值模拟。根据空穴膨胀理论,将靶体对侵彻的影响用一个作用在弹体表面的力函数代替,同时考虑了有限厚度靶自由表面的影响,并对空穴膨胀得到的力函数进行了修正。这样在进行数值模拟时就无需对靶体划分网格,也避免了复杂的接触问题,从而使模拟大为简化。最后,用VAR4340钢弹贯穿6061-T651铝合金靶板得到的数值模拟结果与实验结果进行了比较,二者基本吻合。