UHMWPE-LDPE復(fù)合材料準靜態(tài)侵徹和落錘沖擊性能研究.pdf

1、UHMWPE/LDPE復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于很多高性能領(lǐng)域，它在很大程度上改善和提高了普通材料的力學(xué)性能、物理性能，并且可以解決很多常規(guī)材料無法解決的關(guān)鍵性問題。但是，未來的復(fù)合材料所發(fā)揮的作用不僅僅只在一個方面，因此對UHMWPE/LDPE復(fù)合材料進行多方面的測試就顯得非常的重要。 本課題采用正交試驗方案，獲得優(yōu)化的UHMWPE/LDPE層合板復(fù)合工藝，發(fā)現(xiàn)在層合板制備的工序當(dāng)中，閉模溫度對材料制備影響比較大，因為溫度高可以增強基

2、體流動性，并且提高了材料的界面強度。但溫度高又會使纖維松弛，導(dǎo)致纖維強度下降，因此需要溫度將控制在一定范圍內(nèi)。延長閉模時間和增加壓力讓基體充分擴散同纖維大分子纏結(jié)，使復(fù)合材料達到良好的綜合性能。 本課題制備了三種不同纖維鋪層角度的UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板，分別為UHMWPE纖維正交排布、[0/±+60/0/±60/0]s排布、[0/±45/0/±45/0]s排布。將相同纖維鋪層角度的層合板分為兩組，分別進行準靜態(tài)侵徹

3、和落錘沖擊試驗，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得出準靜態(tài)侵徹對層合板破壞大致分為四個階段：彎曲階段、拉伸階段、分層階段、纖維斷裂階段；而落錘沖擊試驗大致分為三個階段：拉伸階段、剪切階段、分層階段。通過對數(shù)據(jù)進行分析對比，得出不同纖維鋪層角度對UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板性能影響如下： 1．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板的屈服強度增加； 2．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板的最大承受載荷和被刺穿強度也增加； 3．隨著纖維鋪層角

4、度的增加，層合板的屈服強度到其被侵徹體刺穿時的載荷波動愈加劇烈； 4．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板承受最大載荷時的能量愈大； 5．隨著纖維鋪層角度的增加，層合板被穿透能量也逐漸加大； 6．落錘沖擊試驗中，隨著纖維鋪層角度的減小，層合板在應(yīng)力不斷增加的過程中應(yīng)力波動越明顯；而應(yīng)力達到最大值后逐漸減弱的過程中，層合板應(yīng)力波動越平緩。 對UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板準靜態(tài)侵徹和落錘沖擊所得數(shù)據(jù)進行對比

5、和分析，繪制出簡易的載荷—撓度曲線，兩種試驗的載荷—撓度曲線形狀與理論上的載荷—應(yīng)變基本相同，說明準靜態(tài)侵徹和落錘沖擊試驗對UHMWPE/LDPE復(fù)合材料破壞的方式基本相同。通過彎曲和薄膜張力公式得出準靜態(tài)侵徹試驗載荷最大值對應(yīng)的理論撓度以及試驗測得撓度最大值對應(yīng)的理論應(yīng)力，對比得出準靜態(tài)侵徹測試所得數(shù)據(jù)與理論值基本一致以及UHMWPE/LDPE復(fù)合材料層合板的準靜態(tài)侵徹性能與靜態(tài)性能差別不大的結(jié)論。 動量和剪應(yīng)力是落錘沖擊和準