超高分子量聚乙烯纤维/水性聚氨酯复合材料层压板抗软钢芯弹侵彻性能及其损伤机制

• 作者: 何业茂 焦亚男 周庆 陈利 张典堂 谢军波 杨志
• 来源期刊: 复合材料学报
• 关键词: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维 软钢芯弹 CT分析 损伤机制 分层机制
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 树脂基复合材料|Resin Matrix Composite
• 页码范围: 1455-1467
• 页数: 13页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200722.003

摘要

选用碳纳米粒子(CNPs)原位改性和未改性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为增强纤维,水性聚氨酯(WPU)作为树脂基体,采用缠绕-复合-热压工艺制备单向(UD)正交结构的UHMWPE纤维/WPU复合材料层压板.基于X射线计算机断层扫描(CT)技术,研究UHMWPE纤维/WPU复合材料层压板在7.62mmx39mm软钢芯弹以弹速为(720±10)m/s侵彻下的弹道响应.结果表明,UHMWPE纤维的CNPs原位改性提高了 CNPs-UHMWPE纤维/WPU复合材料层压板抗单发侵彻性能,但会降低其抗多发打击的能力.对于未被穿透的层压板,其被侵彻过程可分为三个阶段,依次为剪切冲塞、断裂破坏和剩余子层的塑性变形,且每个阶段的厚度比依次为11.51％、44.40％和44.09％;层压板的分层响应主要发生在第二阶段,并集中在弹着点附近;每发弹丸侵彻导致层压板的破坏区域包含在以弹着点为圆心、直径约为70mm的圆内.