石墨烯增强复合材料抗侵彻机理研究

发布时间：2023-09-29 02:50

　　本文以北京航空材料研究总院生产的石墨烯增强铝基SiC复合材料复合装甲板作为研究对象,对石墨烯增强铝基SiC复合材料进行静态力学试验、动态力学试验(SHPB)等力学基础试验,研究了石墨烯增强铝基SiC复合材料在静态及动态试验加载条件下的力学性能,并得到该材料在不同应变率下的应力(stress)-应变(strain)曲线关系。通过对力学试验的试件进行试验前后的微观形貌观察对比,并且进行弹道枪试验,对石墨烯增强铝基SiC复合材料在抗侵彻作用下的失效机理进行了研究。通过对力学试验数据进行参数拟合,以此进行数值仿真计算,与试验结果进行对比分析。通过拟合石墨烯增强铝基SiC复合材料在静态压缩力学试验及SHPB试验结果数据,得到了材料从0.001/s应变率到高应变率2200/s到5200/s下的应力-应变关系,得到了石墨烯增强铝基SiC复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型参数及Cower-Symonds(CS)本构模型参数。对石墨烯增强铝基SiC复合材料复合装甲板进行弹道枪试验。使用高强钢破片对靶板进行不同速度下的侵彻试验,得到靶板在高速侵彻作用下的破坏形式。通过微观形貌分析可知,石墨...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 石墨烯的应用研究进展
        1.2.2 国内外装甲研究发展
        1.2.3 侵彻动力学研究发展
        1.2.4 国内外研究现状的分析
    1.3 本文研究内容
2 材料力学性能研究
    2.1 准静态压缩力学试验
        2.1.1 准静态压缩试验装置
        2.1.2 准静态压缩试验数据处理
        2.1.3 准静态力学试验结果及分析
    2.2 动态力学(SHPB)试验
        2.2.1 材料动态力学试验装置
        2.2.2 试验结果分析
    2.3 本构模型参数拟合
        2.3.1 Johson-Cook(JC)本构模型
        2.3.2 Cower-Symonds(CS)本构模型
        2.3.3 Johnson-HolmquistⅡ本构模型
    2.4 本章小结
3 材料的显微形貌与物相分析
    3.1 XRD测试及能谱分析
        3.1.1 XRD测试技术
        3.1.2 XRD测试结果及分析
        3.1.3 能谱分析
    3.2 显微形貌观察
        3.2.1 静态压缩试件微观形貌
        3.2.2 动态压缩试件形貌观察
        3.2.3 扫描电子显微镜(SEM)观察分析
    3.3 本章小结
4 弹道枪试验及结果分析
    4.1 弹道枪试验技术
        4.1.1 弹道枪试验装置及技术
        4.1.2 弹道枪试验设置
    4.2 试验结果及分析
        4.2.1 靶板侵彻试验现象及分析
        4.2.2 试验结果分析及对比
    4.3 本章小结
5 石墨烯增强铝基SiC复合材料抗侵彻仿真及分析
    5.1 基于AUTODYN软件的不同本构模型的有限元验证计算
        5.1.1 AUTODYN程序的理论基础
        5.1.2 本构模型验证
        5.1.3 本构模型选取
    5.2 数值仿真计算及结果分析
        5.2.1 石墨烯增强铝基SiC复合材料复合靶板抗侵彻仿真结果分析
        5.2.2 SiC陶瓷抗侵彻仿真分析
        5.2.3 石墨烯增强铝基SiC复合材料复合靶板抗侵彻机理研究
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表论文及成果
致谢



本文编号：3849138