铝蜂窝-玄武岩纤维复合材料夹芯板低速冲击损伤实验研究

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为满足新能源汽车电池保护对轻质抗冲击结构的迫切需求，提出了铝蜂窝/玄武岩纤维复合材料夹芯板作为新型防护底板方案，具有轻量化设计、高比强度和能量吸收能力强等优势。通过落锤冲击试验表征了动力学机械响应，采用高速三维数字图像相关法(3D-DIC)量化了铝面板厚度、玄武岩纤维层数、铝蜂窝芯材密度和冲击能量对抗冲击性能的影响规律。峰值冲击力相对铝基准样相比分别提高了3.60倍、3.98倍和4.85倍。主要失效模式为穿透、撕裂和屈曲。含铝蜂窝芯材的夹芯板极限承载能力相对铝基准样分别提高了4.54倍、5.62倍和6.71倍。局部压痕和蜂窝芯材压溃是主要变形模式，未出现穿孔现象。铝蜂窝芯材显著增强了面板刚度和抗冲击性能。随着冲击能量增加，玄武岩纤维层的裂纹桥接和层间约束作用延缓了分层和撕裂，而渐进式芯材压溃与面板塑性变形相结合形成了多重能量耗散途径，提高了结构的抗冲击韧性。

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