王兆希
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窦宝峰
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逄型召
复合材料学报
对某浮空器蒙皮用柔性复合材料的撕裂性能和顶破性能进行了实验研究和数值分析.通过不同切口宽度和总宽度试样的撕裂实验,发现撕裂过程为典型的脆性断裂特征,根据线弹性断裂模型对撕裂过程进行数值模拟得到与实验结果一致的断裂过程,通过数值计算得到扩展过程中裂纹尖端的应力强度因子,计算得到的撕裂承载能力随相对切口宽度增加而降低,与实验结果一致.对不同直径试样进行顶破实验,并以断裂应变为裂纹临界扩展的断裂模型进行数值分析,得到顶破模拟结果与实验结果一致:使顶破位置达到相同的断裂应变值,大直径试样需要较大的位移值,失效时圆心位置的应力水平保持不变使得最大顶破承载水平保持不变.
关键词:
柔性复合材料
,
撕裂性能
,
顶破性能
,
应力强度因子
,
断裂模型
陆振乾
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吴利伟
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孙宝忠
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顾伯洪
复合材料学报
针对传统个体防护材料刚硬、限制人体活动的缺点,设计了2种柔性复合材料:剪切增稠液(STF)和硅橡胶填充经编间隔织物(WKSF)柔性复合材料,并对其冲击性能进行研究.WKSF具有上、下两个表层和间隔丝构成的间隔层,在其间隔层中加入STF和硅橡胶2种柔性材料.STF采用将纳米SiO2分散于聚乙二醇(PEG)中制成,硅橡胶采用硅胶和固化剂混合而成.采用流变仪对STF的流变性能进行测试,采用Instron落锤冲击仪对WKSF及其复合材料的冲击性能进行测试.实验表明:STF在达到临界剪切速率后出现剪切增稠现象,纯织物的冲击过程可分为弹性、平台和压实3个阶段,且具有明显的平台阶段;经填充后所制成的2种复合材料的冲击过程与纯织物明显不同,其载荷-位移曲线呈线性;加入硅橡胶的复合材料刚度较大,没有应变率效应;加入STF的复合材料具有较好的能量吸收性能和明显的应变率效应.
关键词:
经编间隔织物
,
剪切增稠液
,
硅橡胶
,
柔性复合材料
,
冲击性能
