【摘 要】
:
泡沫铝作为一种抗冲击缓冲材料,广泛的运用在交通、航空航天以及国防军工等多种领域,会不可避免地遭受动态冲击荷载的作用。然而,泡沫铝特有的孔隙结构使得其在受到冲击荷载时容易发生屈曲破坏,在高速冲击荷载下产生的破片飞溅会导致一定的次生伤害,其防护性能亟待进一步提升。聚脲作为结构表面涂层具备优异的防护性能,将其涂覆于闭孔泡沫铝表面有助于进一步提升其抗冲击能力,故本文研究了聚脲涂覆泡沫铝复合结构在冲击荷载作
论文部分内容阅读
泡沫铝作为一种抗冲击缓冲材料,广泛的运用在交通、航空航天以及国防军工等多种领域,会不可避免地遭受动态冲击荷载的作用。然而,泡沫铝特有的孔隙结构使得其在受到冲击荷载时容易发生屈曲破坏,在高速冲击荷载下产生的破片飞溅会导致一定的次生伤害,其防护性能亟待进一步提升。聚脲作为结构表面涂层具备优异的防护性能,将其涂覆于闭孔泡沫铝表面有助于进一步提升其抗冲击能力,故本文研究了聚脲涂覆泡沫铝复合结构在冲击荷载作用下的力学响应以及吸能特性,具体研究工作如下:(1)采用半预聚体合成方法,设计了聚脲化学计量比参数、聚脲半预聚体组分和端氨基聚合物组分原料的种类及比例、喷涂机喷涂设定参数,最终获得了一种性能优异的聚脲弹性体配方,并对其进行了准静态和动态单轴拉伸、压缩试验。结果表明,聚脲材料的拉伸和压缩应力-应变曲线关系具有应变率强化效应;准静态和动态拉伸下的断裂失效模式分别为韧性断裂和脆性断裂,准静态和动态压缩过程聚脲变形均匀,无裂纹出现,具有较强的超弹性大变形能力。(2)采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对泡沫铝开展了直接撞击动态压缩试验,得到泡沫铝完整三阶段变形过程(线弹性阶段、平台阶段、致密化阶段)的压缩应力-应变曲线;并借助电子万能试验机对泡沫铝进行低应变率的准静态压缩试验,最终分析了相对密度和加载应变率对泡沫铝压缩性能影响规律,结果表明泡沫铝的力学性能具有显著的相对密度敏感性,两者呈现正相关;且随加载应变率的增加,泡沫铝的屈服强度和吸能能力提升。(3)运用动态撞击试验技术获取了聚脲涂覆泡沫铝复合试件在动态压缩下的应力与应变关系曲线,结合准静态压缩试验数据分析了应变率对聚脲涂覆泡沫铝复合结构试件性能的影响规律;综合泡沫铝在静动态压缩下的性能变化规律,研究了聚脲材料及其涂层位置对泡沫铝的屈服应力、平台应力以及单位质量的能量耗散等指标的影响,结果表明聚脲提升了泡沫铝的动态抗压承载能力和缓冲吸能特性,以背压面涂覆聚脲效果更佳;收集试验后的试件,并结合超高速数字摄像机记录的试件变形过程,对涂覆聚脲泡沫铝前后的失效模式进行分析,结果表明聚脲涂层减轻了泡沫铝的损伤程度,有效的解决了泡沫铝结构碎片带来的次生伤害,可指导工程实际运用。
其他文献
近年来,城镇现代化的高速发展使得人们对日夜居住的建筑环境品质要求越来越高,并且目前市面上常见的空调系统末端设备还无法完全满足人们对室内环境品质和节能性的高要求。因此研制新型的空调末端设备是暖通行业重要的研究方向之一。本文设计出一种新型的空调末端设备——带型换热器,带型换热器是在踢脚散热器与辐射空调末端设备的基础上进行改进而来的。即突破传统踢脚线仅能供热的局限性,能够兼顾冬夏两季供冷供热需求,同时相
控制棒驱动机构(CRDM)是核电站反应堆的核心部件之一,其作用是在核电站运行期间,保持或改变控制棒组件(CRA)插入反应堆堆芯的深度,以此来实现对反应堆反应速率的控制。但控制棒驱动机构排布紧密,所在区域空间狭小,可用于检查的窗口尺寸较小、数量较少,导致按照常规思路执行控制棒驱动机构检查任务具有较高的难度。目前针对反应堆控制棒驱动机构的检查完全依靠人工观察控制棒驱动机构表面或人工监听控制棒驱动机构工
KDP类晶体(KH2PO4(KDP)和KD2PO4(DKDP))是目前唯一适用于高功率大口径激光装置的非线性材料。但是,晶体在生产和加工过程中总是会产生许多缺陷,导致晶体的激光诱导损伤阈值远远低于其理论值,成为制约高功率激光驱动器发展的瓶颈。为掌握DKDP晶体的复合波长激光诱导损伤机理,提高晶体损伤阈值,本文从激光预处理方法和激光波长间的能量耦合效应入手,以DKDP晶体的零几率损伤阈值、体损伤密度
在实际工程应用中,S弯流道在输送流体的设备中应用十分广泛。由于S流弯道局部弯曲、流通截面突然扩大或缩小等因素,流体在S弯管道流动时极有可能诱导产生流动分离和流向涡,产生较大的流动损失,进而增大流体输送所需能量。因此,对S弯流道流动分离和流向涡的控制和优化一直是流体输送管道设计的重点。尤其在航空航天领域中,由于气流速度很高,航空发动机进气系统中S型扩张段内部的流向涡更加明显,流场更加复杂,甚至能够直
沥青混合料路面因表面平整、振动小、行车舒适等特点被广泛运用于道路工程中,但路面车辙、开裂等现象会降低其使用寿命,危害公路安全,因此对其路用性能提升十分必要。粉煤灰已被证明作为沥青混合料的填料能够提高其高温稳定性。纤维已被证明因其对沥青混合料的吸附、稳定等作用可作掺料并能提升其低温抗裂性。因此,使用粉煤灰与纤维共同改善沥青混合料的路用性能成为了一个可行的研究方向。为明确粉煤灰及纤维对沥青混合料的影响
风化泥质砂岩属于风化软岩,在我国四川成都地区广泛分布,特别是成都东西城市轴线主干道项目挖方中存在大量的全风化泥质砂岩。由于优质石料填石路基填料紧缺,合理利用风化泥质砂岩已成为一项重要研究课题。因此,考虑直接利用或者改良利用全风化泥质砂岩作为路基填料,开展了全风化泥质砂岩及其改良土的工程特性试验研究。主要研究工作和结论如下:(1)以成都东西城市轴线主干道路项目为依托,现场采集全风化泥质砂岩,开展了其
弹头形状对长杆弹的穿甲侵彻性能具有一定影响:一方面,不同弹体材料长杆弹的弹头在侵彻过程中会呈现出不同的形状,进而导致侵彻能力有所差异;另一方面,弹体的初始弹头形状将对初始瞬态阶段的界面压力产生影响。研究长杆弹高速侵彻中弹头形状的影响有利于完善对长杆弹高速侵彻的认识。本文采用理论分析和数值模拟的方法,进行了如下的研究:(1)首先开展了三种不同初始弹头形状钨合金长杆弹垂直侵彻Q235钢靶的数值模拟,通
形式多样的建筑物给人类的居住条件带来了巨大的改变,然而建筑物对风荷载的反应也很敏感。在风荷载作用下,建筑物必然会对周围的建筑环境造成影响,严重的不仅会造成经济上的巨大损失,还会对居民的生命安全造成巨大威胁,因此,了解建筑环境流场特性,对城市的环境和安全以及建筑的结构设计起到至关重要的作用。纹影技术具有产生的图像直观,且不会破坏流场本身状态的优点,可用于建筑环境流场的观测。因此本文首先对试验仪器进行
在装配式结构中,梁柱连接节点是结构的关键传力部位,而传统钢框架梁柱节点采用焊接,在地震中会发生大量的脆性破坏。为了防止节点发生脆性破坏,通过改变节点构造将塑性铰从节点区向外移动,从而达到“强节点弱杆件”的抗震设计标准。结合装配式建筑行业需求,依据施工现场工艺实践,考虑到节点的受力特性,设计了一种新型分层装配式全螺栓连接节点。通过拟静力试验揭示节点传力机理,获得破坏模式及抗震性能。并基于损伤性能建立
随着城市建设空间的逐渐饱和,软土地区深基坑工程势必受到自然条件、周边既有建筑物甚至其它第三方荷载的侵扰,这都给软土区深基坑工程的安全施工造成威胁,突发的基坑事故小到导致生产停摆、经济损失,严重的甚至造成人员伤亡,后果不可轻视。其中,基坑边坡受降雨和临近道路上车辆荷载的共同作用是一种较为常见的现象,且目前针对此类的研究尚显不足。因此,研究软土深基坑边坡受上述两荷载共同作用下其变形沉降规律、失稳破坏模