多孔酚醛材料的層裂實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬.pdf

1、現(xiàn)代航空航天器殼體的選材對材料的力學(xué)性能、耐受溫度的性能以及隱身能力等方面具有很高的要求，單一金屬或非金屬是很難滿足其要求的，因此多孔材料復(fù)合體是目前航空航天器殼體材料的發(fā)展方向。航天器殼體以鋁鋰合金為基體，外覆以酚醛類材料作為耐熱和吸能材料。酚醛類材料制備工藝簡單、密度小而質(zhì)量輕、易于調(diào)節(jié)空隙度和較好的吸能耗波性能，特別是由于它具有很好高溫耐受優(yōu)勢，是一種具有優(yōu)異的難燃、自熄、低煙霧、耐火焰貫穿等優(yōu)點(diǎn)的新型材料，因此在航空、航天等廣泛

2、的國防和高科技領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，迄今為止，國內(nèi)外尚缺乏對其動態(tài)力學(xué)參數(shù)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果，更缺乏對其動態(tài)力學(xué)性能參數(shù)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和理論研究結(jié)果，因此，對其的動態(tài)力學(xué)性質(zhì)的研究就顯得極其重要。本文通過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究以及數(shù)值計算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了新型多孔酚醛和碳酚醛材料的動態(tài)力學(xué)性質(zhì)。 在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究方面，首先以本構(gòu)關(guān)系中的內(nèi)變量理論為基礎(chǔ)，分析研究了含損傷材料的粘塑性本構(gòu)關(guān)系的一般形式，并給出了幾種典

3、型模型的具體形式；然后對多孔酚醛材料和碳酚醛材料進(jìn)行了材料試驗(yàn)機(jī)、霍普金森桿以及輕氣炮高速撞擊試驗(yàn)，以此種材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析研究了在實(shí)驗(yàn)后獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以本構(gòu)關(guān)系理論和沖擊波理論為指導(dǎo)，得到了這兩種材料的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系和高壓物理方程的形式以及相關(guān)材料參數(shù)。 在數(shù)值計算方面，本文在實(shí)驗(yàn)室前人工作的基礎(chǔ)上，研究得到了多孔酚醛材料的損傷演化方程，將得到的多孔酚醛材料本構(gòu)關(guān)系的具體參數(shù)、高壓物理狀態(tài)方程以及損傷演化方程嵌入到程序