垂直载荷方向向着两边扩展,而在平行载荷方向不变,当载荷达到定水平时,试样的前后表面铺层纤维发生断裂,紧接着这个试样发生最终破坏。从破坏后的试样侧边进行观察,发现大部分铺层已发生断裂。图试样压缩破坏时上下表面对比照片结果与讨论复合材料泡沫夹层结构冲击损伤超声检测结果本论文采用超声探伤仪检测复合材料泡沫夹层结构冲击损伤,它根据声速在不同介质中传播速度的不同,从而在两相介质界面发生折射散射和反射,声速在不同介质中的传播速递从大到小为固相液相气相。当超声探伤仪的探头发射出特定频率的超声波时,该波在试样内传播,由于试样内部是非均质的,而该波在通过试样内两相的界面时会发生折射散射和反射现象,但是波幅小。如果试样中存在冲击损伤,则波幅较大,而且损伤越大波幅越大。因此我们可以通过观察超声检测探伤仪发射出的超声波及反射回来的超声波形成的波形图来判断复合材料泡沫夹层结构的损伤程度。对于未受到冲击的试样,试样内部缺陷甚微,并且未发生树脂基体的断裂和纤维断裂分层现象,气相和固相之间的界面较少,所以超声波通过该处时发生折射散射和反射的概率较小。故而,检测出的波形比较平缓,波峰低。对于受到冲击的试样,试样内部缺陷增大,树脂基体会发生断裂使得纤维发生分层现象,而夹芯结构的损伤,会使得试样内部有大量的气相和固相之间的界面,这样便提高了超声波通过该处时发生折射散射和反射的概率。故而,检测出的波形起伏大,波峰高。图为复合材料泡沫夹层结构冲击前后的超声检测波谱图中相对变化最为明显的部分。由图可看出,与冲击前试样相比,冲击后的试样超声检测波幅更大,表明试样中存在损伤,并且波峰越高,其内部结构损伤越大。上表面下表面发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样图复合材料泡沫夹层结构冲击损伤超声检测波谱图发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样发泡度为冲击前后的试样图复合材料泡沫夹层结构冲击损伤超声检测波谱图从图中和图中可以看出,随着泡沫夹层结构发泡度的增加,六层和八层玻璃纤维制成的复合材料泡沫夹层结构,其冲击后的超声检测波谱图中波峰都在逐渐的减小。这是因为泡沫夹层结构的发泡度增加,使得泡沫夹层结构的密度变大,能够有效地吸收冲击时产生的能量,对复合材料泡沫夹层结构起到良好的保护作用,减小了复合材料泡沫夹层内部地冲击损伤,因此超声检测波普图上的波峰就会减小。由图和图可以看出,在发泡度相同的情况下,图中八层玻纤制成的复合材料泡沫夹层结构冲击后的超声检测波谱图上的波峰明显小于图中六层玻纤制成的复合材料夹层结构冲击后的超声检测波谱图上的波峰。这是因为在发泡度相同的情况下增加复合材料泡沫夹层中玻纤的含量,复合材料泡沫夹层结构的刚度变大,弹性性能增大,受到冲击时复合材料泡沫夹层内部结构地缺陷减小,超声检测波普图上的波峰也随之变小。复合材料泡沫夹层结构冲击后压缩强度本论文采用微机控制电子万能试验机分别对冲击前后的试样进行压缩试验,压缩强度如表及表所示。冲击后剩余压缩强度越大,表明试样的耐冲击性能越好,反之亦然。表冲击后试样相关数据冲击能量玻纤含量层发泡度侧压力原始压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率泡度相同的情况下,增加复合材料泡沫夹层结构中玻纤的含量,会使得复合材料泡沫夹层的刚度增加,能够有效地提高材料的抗冲击性能。当复合材料泡沫夹层结构中玻纤含量相同的情况下,增加复合材料泡沫夹层结构中泡沫夹层结构的发泡度,有利于吸收冲击时产生的能量,对复合材料泡沫夹层结构能够起到良好的保护作用,使得复合材料泡沫夹层结构的抗冲击性能更强。参考文献陈华辉,邓海金,李明等现代复合材料北京中国物资出版社,沈观林,胡更开复合材料力学北京清华大学出版社,牛春匀美实用飞机复合材料结构设计与制造程小全,张纪奎译北京航空工业出版社,王士杰复合材料力学导引重庆重庆大学出版社,,,,赵渠森,赵攀峰真空辅助成型技术高科技纤维与应用刘丽妍,黄故增强聚丙烯复合材料薄板的抗冲击性能纺织学报宫平,王慧军,李华,等玻璃纤维复合材料抗弹性能的研究,禹建华金属混杂层合板低速冲击损伤数值分析武汉华中科技大学,硕士学位论文,。致谢本论文是在指导老师谢小林老师的悉心指导下完成的。谢老师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严于律己宽以待人的崇高风范,朴实无华平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我掌握了基本的研究方法,还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成,每步都是在谢老师的指导下完成的,倾注了谢老师大量的心血。在此,谨向谢老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。本人要感谢范红青老师指导本人使用微机控制电子万能试验机。感谢实验室的吴俊杰和郑浩同学在于超声探伤方面的指导,以及其他同学的关心和无私帮助。最后,再次感谢所有在毕业设计过程中帮助过我的每位老师和同学,以及在毕业设计过程中被我引用或参考的文献的作者。侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度表冲击后试样相关数据压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率冲击能量玻纤含量层发泡度侧压力原始压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率侧压力冲击后压缩强度压缩强度损失率由表和表的实验数据可绘制曲线图和图。图为六层玻纤含量冲击压缩损失率相关曲线图五条曲线分别表示复合材料泡沫夹层结构在受到能量冲击的情况下,随着泡沫夹层结构发泡度的增加其冲击后压缩强度损失率不同的五条变化曲线图图试样冲击前后压缩强度损失率变化曲线图图为八层玻纤含量冲击压缩损失率相关曲线图五条曲线分别表示复合材料泡沫夹层结构在受到能量冲击的情况下,随着泡沫夹层结构发泡度的增加其冲击后压缩强度损失率不同的五条变化曲线图图试样冲击前后压缩强度损失率变化曲线图根据图和图可知,其中层玻纤含量的复合材料泡沫夹层结构试样和层玻纤含量的复合材料泡沫夹层结构试样发泡度为时的冲击后压缩强度损失率是所有试样中最小的,其冲击压缩强度损失率分别为和。随着聚氨酯泡沫发泡度的增加,当复合材料泡沫夹层结构试样受到冲击时,试样中的泡沫夹层结构能够有效地吸收的能量会变大,对试样起到良好的保护作用,使得复合材料泡沫夹层结构冲击后压缩强度损失率达到最小。而随着玻纤含量的增加,试样刚度增大,弹性性能增加,但由于试样受到冲击时,试样中的泡沫夹层结构能够有效地提高材料的抗冲击性。复合材料不同于金属材料,其内部发生塑性变形的能力受到很大的限制,且纤维增强复合材料具有良好的弹性,属于弹性材料。当冲击高度的增加,冲击能量的变大,试样中的泡沫夹层结构受冲击的能量超过其本身允许的损伤容限时,泡沫夹层结构对整个复合材料泡沫夹层结构并不能起到良好的保护作用。其中部冲击动能转变为可恢复
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