強(qiáng)動載荷下聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)防護(hù)效應(yīng)研究

1、強(qiáng)動載荷下聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)防護(hù)效應(yīng)研究聚脲作為新興防護(hù)材料,廣泛應(yīng)用于鋼板、復(fù)材等裝甲結(jié)構(gòu),來提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能。研究聚脲涂層防護(hù)效應(yīng),分析失效機(jī)理,可以為抗爆、抗彈復(fù)合結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)提供一定的理論支撐。以聚脲材料基本力學(xué)性能以及爆炸沖擊下的動態(tài)力學(xué)行為為基礎(chǔ),研究聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)抗侵徹效應(yīng)、抗爆效應(yīng)。完成的工作及獲得成果如下 :(1)通過準(zhǔn)靜態(tài)、動態(tài)拉伸和壓縮力學(xué)性能測試,掌握聚脲材料在中低應(yīng)變率(0.001/s4000/s)下的力學(xué)行為響應(yīng),獲得各應(yīng)變率下應(yīng)力-應(yīng)變曲線,明確聚脲材料應(yīng)變率效應(yīng)及應(yīng)變硬化率隨真實(shí)應(yīng)變變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在準(zhǔn)靜態(tài)測試中,聚脲材料應(yīng)變硬化率隨應(yīng)變增大而增大;而在

2、動態(tài)測試中,應(yīng)變硬化率隨應(yīng)變增大而 減小。利用光學(xué)顯微鏡(om)、掃描電鏡(sem)對試驗(yàn)回收試件進(jìn)行微觀觀察,研究聚脲試件在拉伸、壓縮一維應(yīng)力波加載作用下內(nèi)外表面損傷失效規(guī)律,分析發(fā)現(xiàn)大量裂紋撕裂組織,該現(xiàn)象可認(rèn)為是導(dǎo)致材料失效的原因。(2)通過彈道槍進(jìn)行破片加載試驗(yàn),掌握了裸鋼板、迎彈面涂覆鋼板、背彈面涂覆鋼板三種復(fù)合結(jié)構(gòu)抗 35crmnsia 鋼彈體高速侵徹性能。主要研究在單位面密度條件下,聚脲涂層和整體復(fù)合結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)彈道極限、能量吸收增量的影響,分析發(fā)現(xiàn):背彈面復(fù)合結(jié)構(gòu)中,無論聚脲涂層還是整體復(fù)合結(jié)構(gòu),對兩指標(biāo)的增量要高于迎彈面結(jié)構(gòu);基于掃描電鏡微觀觀察結(jié)果分析了聚脲涂層破口處脫落試件失效機(jī)理,發(fā)現(xiàn)高應(yīng)變率加載下聚脲材料表現(xiàn)出一定的脆性,且呈現(xiàn)出明顯的剪切、拉伸失效模式。(3)通過對聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜爆載荷加載試驗(yàn),掌握了裸鋼板、迎爆面涂覆鋼板、背爆面涂覆鋼板三種復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗爆效應(yīng)。一方面研究等面密度條件下,聚脲涂層厚度對聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆效應(yīng)的影響,分析發(fā)現(xiàn):聚脲涂層厚度對復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性能提高有著抑制作用;另一方面研究等鋼板厚度的條件下,不同涂覆方式對復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆效應(yīng)的影響,分析發(fā)現(xiàn):背爆面聚脲涂層憑借優(yōu)異的延伸率等特性,反向抑制了鋼板變形破壞,從而提高復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性。同時采用掃描電鏡