冲击载荷作用下活性材料的响应特性研究

发布时间：2020-04-11 23:06

【摘要】：活性材料具有遇到冲击载荷会发生化学反应释放能量的特性,可提升战斗部对目标的毁伤程度,在武器系统领域具有广阔的发展前景。研究材料在不同载荷下的力学性能及起爆特性可为战斗部设计及材料安全性研究提供基础,也是活性材料投入使用前必须考虑的首要因素之一。在此前提下,本文制备了三种不同配比的活性材料试件,利用MTS万能材料试验机、霍普金森拉杆(SHTB)、霍普金森压杆(SHPB)及改进的霍普金森杆实验装测定了活性材料的准静态拉伸力学性能、动态拉伸力学性能、动态压缩力学性能及活性材料冲击反应阈值。主要结论如下:(1)准静态拉伸试件的制备和准静态拉伸力学性能测试。利用冷压成型、惰性气体氛围烧结工艺得到了准静态拉伸试件,并利用MTS万能材料试验机研究了材料的准静态拉伸力学性能。结果表明:PTFE/Al/Cu、PTFE/Al/W材料为弹塑性材料,材料的延展性与静态抗拉强度与材料的密度即基体材料质量分数密切相关,随着材料密度的增加,材料静态拉伸延展性及抗拉强度却反而降低。(2)动态力学性能测试及本构方程。利用SHTB、SHPB测试了不同配比活性材料的动态拉伸、动态压缩力学性能,得到了其不同应变率条件下的动态拉伸、压缩应力-应变曲线,并选用Johnson-Cook模型描述材料动态拉伸力学性能。结果表明:添加适量金属,可提高材料动态抗压强度,但是却会降低材料动态抗拉强度及延展性。(3)活性材料冲击反应特性研究。利用改进的SHPB实验仪器测试了金属质量分数、脉冲长度、撞击杆材质对活性材料冲击反应阈值的影响。结果表明:活性材料冲击反应阈值是材料本身特性,与脉冲长度、撞击杆材质无关,与活性材料配比有关。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ410.4

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本文编号：2623953