兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (3): 728-735.doi: 10.12382/bgxb.2021.0777
邹广平1(), 吴松阳1(
), 徐舒博2(
), 唱忠良1(
), 王宣1(
)
收稿日期:
2021-11-15
上线日期:
2022-07-02
作者简介:
![]() |
邹广平(1963—),男,教授,博士生导师,研究方向为冲击动力学、实验力学。E-mail:zouguangping@hrbeu.edu.cn; |
![]() |
吴松阳(1998—),男,硕士研究生,研究方向为冲击动力学、实验力学。E-mail:1823447620qq.com; |
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徐舒博(1995—),男,博士研究生,研究方向为材料学-碳/陶瓷材料。E-mail:417964333@qq.com; |
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王宣(1999—),女,硕士研究生,研究方向为冲击动力学、复合材料力学。E-mail:wangx180501@163.com |
基金资助:
ZOU Guangping1(), WU Songyang1(
), XU Shubo2(
), CHANG Zhongliang1(
), WANG Xuan1(
)
Received:
2021-11-15
Online:
2022-07-02
摘要:
聚氨酯良好的力学性能使其广泛应用于各种领域,通过在聚氨酯基体中引入石墨烯增强体,能够大幅度增强聚氨酯基复合材料的各项性能。为得到具有高抗冲击能力的聚氨酯基复合材料,使用原位聚合法制备氧化石墨烯增强聚氨酯,通过霍普金森杆装置对其进行不同应变率下的动态压缩试验。采用无压渗透法加入直径3.3 mm的Al2O3颗粒陶瓷作为新的增强相。对石墨烯/颗粒陶瓷增强聚氨酯基复合材料进行动态围压实验,得到试样的应力-应变曲线。应用LS-DYNA动力学仿真软件建立复合材料有限元仿真模型,结合实验数据验证仿真的可靠性。分析复合材料在动态围压下的变形过程和损伤机理,开展不同粒径试样在动态围压下的仿真分析,讨论不同粒径的颗粒陶瓷对复合材料动态压缩的力学性能影响。研究结果表明:颗粒陶瓷粒径与复合材料的抗压强度密切相关,随着陶瓷颗粒粒径减小,即陶瓷颗粒数量增多,间隙减小时,复合材料的抗压性能也相应提高。
邹广平, 吴松阳, 徐舒博, 唱忠良, 王宣. 石墨烯/陶瓷颗粒增强聚氨酯基复合材料动态压缩性能[J]. 兵工学报, 2023, 44(3): 728-735.
ZOU Guangping, WU Songyang, XU Shubo, CHANG Zhongliang, WANG Xuan. Dynamic Compressive Properties of Graphene/Ceramic Particle Reinforced Polyurethane-Based Composites[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(3): 728-735.
ρ/(g•cm-3) | G/GPa | A | B | M | N | D1 | D2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
3.86 | 118 | 0.95 | 0.28 | 0.6 | 0.64 | 0.1 | 0.7 |
表1 Al2O3材料JH-2模型参数
Table 1 Model parameters of Al2O3 ceramic
ρ/(g•cm-3) | G/GPa | A | B | M | N | D1 | D2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
3.86 | 118 | 0.95 | 0.28 | 0.6 | 0.64 | 0.1 | 0.7 |
陶瓷粒径/mm | 160 μs | 200 μs | 240 μs | 280 μs | 320 μs | 360 μs |
---|---|---|---|---|---|---|
2.0 | | | | | | |
4.8 | | | | | | |
表2 不同陶瓷粒径复合材料损伤历程
Table 2 Damage process of composites with different ceramic particle sizes
陶瓷粒径/mm | 160 μs | 200 μs | 240 μs | 280 μs | 320 μs | 360 μs |
---|---|---|---|---|---|---|
2.0 | | | | | | |
4.8 | | | | | | |
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