超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料沖擊性能和彈道侵徹的實驗研究.pdf

1、當(dāng)前，具有疊層結(jié)構(gòu)幾何特征、以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維為主要成分的復(fù)合材料已經(jīng)成為防彈材料及其裝備的重要發(fā)展方向。本文以UHMWPE復(fù)合材料層板為研究對象，開展了低速沖擊和彈道侵徹實驗，分析了試樣厚度、織物結(jié)構(gòu)、沖擊速度等因素對其沖擊性能的影響，并討論了損傷機理，為輕質(zhì)和具有疊層結(jié)構(gòu)UHMWPE防彈復(fù)合材料的設(shè)計和研制提供了依據(jù)。
　　 本文首先從研究不同溫度下UHMWPE拉伸性能的變化入手，確定了UHMWPE/LL

2、DPE復(fù)合材料的成型工藝參數(shù)，即成型溫度120℃，熱壓時間為60min，成型壓力為10MPa?；趹?yīng)力波傳播理論和降低變形、分層的要求，課題首次設(shè)計并織造了UHMWPE薄層正交三向織物。采用落錘沖擊裝置對UHMWPE復(fù)合材料層板進行了低速沖擊性能測試，研究指出，UHMWPE復(fù)合材料層板表現(xiàn)出應(yīng)變率效應(yīng)和厚度效應(yīng)；相比于UD復(fù)合材料和平紋織物復(fù)合材料，薄層正交三向織物復(fù)合材料具有更優(yōu)異的能量吸收能力；不同結(jié)構(gòu)織物UHMWPE復(fù)合材料低速沖

3、擊破壞模式不同，所有試樣均出現(xiàn)塑形變形，除此之外，UD復(fù)合材料出現(xiàn)了嚴重分層現(xiàn)象，平紋織物復(fù)合材料有微小分層，薄層正交三向織物復(fù)合材料未出現(xiàn)明顯損傷，進而，對其損傷機理進行了分析。對UHMWPE復(fù)合材料層板進行了彈道侵徹測試，結(jié)果顯示，隨著厚度的增加，UD復(fù)合材料單位厚度吸能和單位面密度吸能均先減后增，平紋織物復(fù)合材料單位面密度吸能先減后增，而單位厚度吸能非線性增加；厚度不同，UD復(fù)合材料靶板破壞模式不同，而平紋織物復(fù)合材料靶板破壞模式