人工制备冰雹的力学性能试验研究

• 作者: 张丽芬 葛鑫 刘振侠
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 人工制备冰雹 高速摄影 棉纤维 力学性能 适航审定
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 固体力学与飞行器总体设计
• 页码范围: 168-177
• 页数: 10页
• 分类号: V216.5+5
• 语种: 中文

摘要

人工制备的冰雹可用于多种航空附件冰撞测试.本文以ASTM F320—2010标准为基础,设计制作了多种冰雹,对冰雹的力学性能及影响冰雹力学性能的因素开展了研究.采用低温万能试验机对冰雹进行准静态试验,使用高速摄影技术深入分析冰雹破碎过程及特征,对比分析不同棉纤维种类、棉纤维特性和棉纤维含量下冰雹的力学性能.研究结果表明,含棉冰雹失效过程可分为3个阶段:线性增长阶段、屈服阶段和破碎阶段,失效过程中最大抗压强度出现在线性增长阶段末端.棉纤维的强度和弹性越好,冰雹破碎所需的加载力越大;棉纤维上附着的冰量越少,冰雹破碎所需的加载力越小.棉纤维含量增加可以加强棉纤维的连接作用,使含棉冰雹强度增加;但棉纤维含量到达15％时,继续增加棉纤维含量,冰雹抗压强度不会发生太大变化.亲水棉制成的冰雹抗压强度明显高于疏水棉制成的冰雹.研究结果可为中国民用大飞机适航符合性验证提供参考.