【摘要】：本文以S-玻璃纖維、UHMWPE纖維、對位芳綸1414纖維和雜環(huán)芳綸纖維為增強(qiáng)纖維材料,以聚烯烴樹脂、水性聚氨酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂為樹脂基體,通過熱壓工藝制備正交UD結(jié)構(gòu)和機(jī)織物結(jié)構(gòu)(2D平紋和3D角聯(lián)鎖)的高性能纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料裝甲板,通過彈擊實(shí)驗(yàn)研究高性能纖維力學(xué)性能、高性能纖維種類、樹脂基體類型、混雜方式、增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)和子彈類型等因素對復(fù)合材料裝甲板防彈性能的影響,隨后通過復(fù)合材料裝甲板彈擊實(shí)驗(yàn)后表面形貌和彈孔內(nèi)表面形貌的觀察,結(jié)合沖擊波機(jī)理分析高性能纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料裝甲板被子彈侵徹后的破壞機(jī)制。研究結(jié)果顯示:UHMWPE纖維增強(qiáng)聚烯烴樹脂基復(fù)合材料裝甲板防彈性能與UHMWPE纖維的強(qiáng)度和模量呈正相關(guān),但纖維模量對復(fù)合材料裝甲板防彈性能的影響程度隨著模量的增加而逐漸變?nèi)?在水性聚氨酯樹脂體系中,四種高性能纖維防彈性能由高到低依次為:UHMWPE纖維、雜環(huán)芳綸纖維、芳綸1414纖維和S-玻璃纖維;對熱固性樹脂增韌改性可以提高熱固性樹脂基復(fù)合材料裝甲板的防彈性能;高性能纖維復(fù)合材料混雜能顯著提高復(fù)合材料裝甲板的防彈性能且優(yōu)于其任一組分的純復(fù)合材料裝甲板的防彈性能,對于芳綸1414纖維和UHMWPE纖維的混雜復(fù)合材料裝甲板,以UHMWPE纖維復(fù)合材料作為迎彈面時,其防彈性能最好;UD結(jié)構(gòu)、2D平紋結(jié)構(gòu)和3D角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)三種增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料裝甲板的防彈性能從大到小依次為:UD結(jié)構(gòu)、3D角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)、2D平紋結(jié)構(gòu)。鋼芯彈侵徹復(fù)合材料裝甲板的能力強(qiáng)于鉛芯彈,并且鉛芯彈口徑越大,其侵徹能力越弱。沿子彈侵徹方向,S-玻璃纖維增強(qiáng)水性聚氨酯樹脂基復(fù)合材料裝甲板的破壞方式主要為剪切沖塞和纖維拉伸斷裂破壞;UHMWPE纖維和芳綸1414纖維復(fù)合材料裝甲板的主要破壞方式都為迎彈面的剪切沖塞、裝甲板內(nèi)纖維拉伸變形后被剪切破壞、纖維抽拔、背彈面纖維拉伸斷裂和裝甲板分層,其中纖維拉伸變形是主要吸能方式。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ327;TB33

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本文編號：2557549