不同厚度及冲击角度对复合材料平板抗冲击能力的影响

摘要

为了考核叶片飞脱碎片撞击机匣的抗包容能力，采取钛合金方块作为弹体撞击复合材料平板机匣进行等效模拟。通过获取弹体不同冲击角度撞击不同厚度平板时的抗冲击临界速度，得到复合材料机匣在不同工况下的抗冲击能力极限。基于试验所获得的物理参数，进一步分析了抗冲击临界速度、应变响应、位移响应等关键物理量随平板厚度及撞击角度变化的规律。结果表明，复材平板抗冲击能力对厚度较为敏感，但呈非线性变化趋势；复材表面压应力会抑制表面裂纹的扩展，且厚度越大，这种效应越明显；机织复合材料结构抗冲击能力和裂纹扩展速度与其内部经纬纱编织角度有密切关系，且呈非单调关系。本文提出的等效考核机匣结构抗包容能力的试验方法和获得的试验数据可为真实机匣包容性试验的顺利完成提供支撑，降低适航试验取证的风险。