空心玻璃微球填充泡沫芯复合材料抗冲击性能的实验与分析研究

摘要整理

夹芯复合材料因其低密度特性在海洋、航空航天和结构应用领域得到广泛应用，但传统聚合物开孔泡沫或蜂窝芯材易发生皮芯分层。本研究采用与蒙皮相同基体的芯材以克服此问题。制备了纤维复合材料蒙皮与空心玻璃微球填充环氧树脂泡沫芯的夹芯复合材料，并进行弹道冲击试验。两种组分均采用环氧树脂基体，通过共固化工艺制造，显著改善了皮芯界面粘结性能。研究了不同芯材体积分数和蒙皮厚度对弹道极限和能量吸收的影响，并分析了蒙皮铺层序列的效应。结果表明：后蒙皮厚度增加时，试样抗冲击性能提高。采用视觉检测和CT扫描研究了不同冲击速度下试样的外部和内部损伤。建立了基于能量的分析模型预测试样弹道极限，并研究了各能量吸收模式的贡献。模型可获得各模式贡献随时间的演变规律及射弹穿透复合材料过程中的速度变化曲线。实验结果与模型预测的弹道极限相当，验证了模型的有效性。

相关论文