复合材料泡沫夹芯板低能量冲击响应试验研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.10.009

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (10): 57-64,80.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.10.009

复合材料泡沫夹芯板低能量冲击响应试验研究

何艳斌^1,2 姚小虎^1† 程世超¹ 龙舒畅¹ 张晓晴¹

1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640; 2．广州民航职业技术学院，广东广州 510403

收稿日期:2016-03-28 修回日期:2016-06-18 出版日期:2016-10-25 发布日期:2016-09-01
通信作者: 姚小虎(1974-)，男，教授，博士生导师，主要从事复合材料力学和冲击动力学研究 E-mail:yaoxh@scut.edu.cn
作者简介:何艳斌(1974-)，男，博士生，教授，主要从事冲击动力学研究． E-mail:heyanbin@ caac． net
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(11472110，11372113);华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 (2015ZP042);广东省普通高校特色创新项目(2014ktscx015);爆炸科学与技术国家重点试验室开放基金资助项目(KFJJ15- 20M)．

Experimental Investigation into Dynamic Response of Composite Foam Sandwich Plates Under Low-Energy Impact

HE Yan-bin^1,2 YAO Xiao-hu¹ CHENG Shi-chao¹LONG Shu-chang¹ ZHANG Xiao-qing¹

1.School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.Guangzhou Civil Aviation College,Guangzhou 510403,Guangdong,China

Received:2016-03-28 Revised:2016-06-18 Online:2016-10-25 Published:2016-09-01
Contact: 姚小虎(1974-)，男，教授，博士生导师，主要从事复合材料力学和冲击动力学研究 E-mail:yaoxh@scut.edu.cn
About author:何艳斌(1974-)，男，博士生，教授，主要从事冲击动力学研究． E-mail:heyanbin@ caac． net
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(11472100，11372113)

摘要/Abstract

摘要： 采用 ASTM D7766/D7766M—15 试验标准，对聚氨酯泡沫夹芯、T700/3234 碳纤维增强树脂面板试验件采用落锤冲击，分析了不同冲击能量、不同泡沫芯材、不同冲头作用下复合材料泡沫夹芯板的冲击响应，发现其可以分为 3 种破坏模型．随冲击能量增大，最大冲击力增大，达到峰值的时间缩短，上面板损伤开始较早，结构损伤增大，泡沫夹芯板压缩量增大;密度较大的泡沫夹芯结构上面板产生的冲击力的峰值大、位移小、吸收能量多，下面板的变形减小，结构抵抗变形能力强，应变小;直径小的冲头穿透性强，上面板应变较小，下面板应变增大．

关键词: 复合材料, 泡沫夹芯, 低能量冲击, 动力响应

Abstract:

Drop weight tests were carried out on the polyurethane foam and T700/3234 carbon fiber panel sandwich specimen based on the ASTM D7766/D7766M—15 experiment standard.Then,the dynamic responses of the com- posite foam sandwich plates with different foams and punches were analyzed under different impact energy.The re- sults show that (1) there exist three types of damage models for the dynamic responses; (2) as the impact energy increases,the peak impact force of the upper panel increases and reaches the peak value in lesser time,and the structure damage of the upper panel starts earlier and continuously increases,with an increase of the compression of the foam sandwich plates; (3) the upper panel of the higher density foam sandwich plates has a higher peak force value and a smaller displacement with more absorbed impact energy,and the corresponding lower panel has smaller deformation and strain with a stronger capability to resist the deformation; and (4) the punch of a smaller diameter has a stronger penetration,which can lead to a smaller upper panel strain and a larger lower panel strain.

Key words: composites, foam sandwich, low energy impact, dynamic response

何艳斌姚小虎程世超龙舒畅张晓晴. 复合材料泡沫夹芯板低能量冲击响应试验研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(10): 57-64,80.

HE Yan-bin YAO Xiao-hu CHENG Shi-chao LONG Shu-chang ZHANG Xiao-qing. Experimental Investigation into Dynamic Response of Composite Foam Sandwich Plates Under Low-Energy Impact[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(10): 57-64,80.

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复合材料泡沫夹芯板低能量冲击响应试验研究

Experimental Investigation into Dynamic Response of Composite Foam Sandwich Plates Under Low-Energy Impact

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