气炮加载下PTFE/Al复合材料冲击反应阈值研究

发布时间：2023-04-04 00:22

　　PTFE/Al复合材料是一种冲击反应类材料,其具有在冲击载荷下引发化学反应并释放能量的特性,可显著提升对目标的毁伤程度。因此弄清该类材料在冲击载荷下的反应阈值,无论对使用和后勤处理均有至关重要的意义。本文通过材料制备、动静态材料力学性能试验、气炮加载试验及细观模拟、动力学仿真开展了PTFE/Al复合材料冲击反应阈值研究。PTFE/Al复合材料通过模压烧结制备,其烧结温度为290℃时材料呈现较好的准静态压缩力学性能。基于SEM扫描电镜照片颗粒、孔洞粒径和含量统计的代表性体积单元(RVE)真实结构模型、随机分布模型的模拟方法揭示了材料微细观特征对材料宏观力学性能的影响;通过压缩载荷下的微细观仿真,观察到在PTFE/Al复合材料中,相比于基体材料,颗粒承受更大的应力,并且材料中的最大应力出现在颗粒附近位置,基体中出现呈45°分布的剪应力带;随着Al含量升高,PTFE/Al复合材料的弹性模量、屈服强度、硬化模量增大。基于SHPB实验研究了PTFE/Al复合材料动态力学性能,获得了其不同加载速率下的动态力学性能,结果表明该材料在高应变率(1?10²¹?...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 PTFE/Al复合材料
        1.2.2 冲击反应研究动态
        1.2.3 冲击反应性的研究方法
    1.3 本文研究目的及思路
    1.4 本文主要研究内容
第2章 PTFE/Al复合材料制备及准静态力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 PTFE/Al复合材料制备
    2.3 准静态实验
    2.4 基于细观RVE的复合材料宏观力学性能研究
        2.4.1 PTFE/Al复合材料细观特征
        2.4.2 RVE有限元仿真
        2.4.3 变形和应力分析
        2.4.4 应力-应变曲线
        2.4.5 Al含量对PTFE/Al复合材料准静态压缩力学性能的影响
    2.5 本章小结
第3章 PTFE/Al复合材料动态力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 霍普金森压杆(SHPB)实验
        3.2.1 SHPB实验系统
        3.2.2 SHPB实验原理
        3.2.3 SHPB实验及结果分析
    3.3 PTFE/Al复合材料JC本构模型材料参数
    3.4 PTFE/Al复合材料JC本构模型参数的验证
    3.5 本章小结
第4章 气炮加载下PTFE/Al复合材料冲击反应研究
    4.1 引言
    4.2 基于SHPB气炮加载试验方法
        4.2.1 基于SHPB的气炮加载冲击响应实验
        4.2.2 SHPB冲击实验中的应力和应变率
    4.3 加载脉宽对反应的影响
    4.4 冲击加载应力和应变率对冲击反应的影响
    4.5 冲击升温仿真
        4.5.1 SHPB平均冲击升温
        4.5.2 低速平均冲击升温
    4.6 本章小结
第5章 PTFE/Al复合材料冲击反应阈值研究
    5.1 引言
    5.2 冲击反应阈值分析
    5.3 冲击反应内在机制探讨
    5.4 冲击反应阈值适应性分析
    5.5 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢



本文编号：3781432