玻璃钢动态力学性能的实验研究

       本文利用分离式Hopkinson压杆研究了国产环氧玻璃钢和聚酯玻璃钢在平均应变率为103 S-1下的动态力学性能，给出了这两种材料在冲击压缩下的弹性模量和能量吸收率，为新型飞行保护头盔的设计提供了材料的实验依据。

       近几十年来，复合材料在航空、航天、汽车、化工等部门的应用日益广泛，在工程实际问题中，常常会遭到各种类型的冲击载荷。材料在冲击载荷下的力学性能与准静态载荷下的力学性能有明显的区别。因此研究复合材
料在高速撞击情况下的力学响应，即研究复合材料在高应变率下的动态力学性能，已经
愈来愈为世人注目。

       飞行保护头盔是飞行人员头部安全的装备，具有减轻飞行人员在空中飞行训练、作战、被迫弹射离机或强迫着陆时，可能遇到的头部碰撞、鸟击及迎面高速气流吹袭损伤的功用。国内飞行事故调查统计表明，因头部伤亡减员的比例相当大，美国约为20%～30%。所以，对飞行保护头盔防撞击性能的研究，各国都很重视，而其关键是外壳材料的选择。现
在，头盔外壳大都采用玻璃钢制成，而选择何种基体的玻璃钢，主要依据就是材料的动态力学性能，而且在头盔承受冲击载荷下的结构响应计算中，也需要材料的动态实验参数。

      长期以来，人们对于材料动态性能的测试主要依靠冲击弯曲试验，即简支粱式的Charpy试验或悬臂粱式的Izod验。这些试验方法简单、操作方便，然而所得到的冲击韧性只是用冲断试件的能量除以冲断处试件的面积，它只能作为比较材料抗冲击性能的依据，无法为材料提供更多的有关动态力学性能的信息。

      近年来广泛利用弹性波的传播理论来研究材料的动态力学性能。1949年Kolsky首先提出了分离式Hopkinson压杆(简称SH-PB)技术，用来测定一维应力状态下高速变形时材料的应力一应变一应变率关系曲线。60年代许多学者包括Hauser (1960)、Davies和Hunter(1963)、Lindholm(1964)等人对此进行了论证、改进和发展。直到今天，这种方法依然是研究材料动态力学性能的一个重要手段。

       本文用分离式Hopkinson压杆着重研究了制造头盔的两种供选国产玻璃钢（环氧玻璃钢和聚酯玻璃钢）在冲击压缩条件下的应力一应变一应变率关系和能量吸收率，还进行了准静态对比实验。

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