纤维金属帽形结构低速冲击力学性能研究

为了研究纤维金属混合材料帽形结构的动态冲击性能,采用落锤机和夹具测量碳纤维和铝合金的动态参数,采用拉伸机测量静态参数,对2种参数进行对比分析,研究应变率对于材料应力的影响,分别采用指数函数、三次多项式和幂函数拟合二者之间的关系,分析应变率影响材料强度的机制。在落锤机上进行不同速度的低速冲击实验,分别采用动态参数和静态参数进行仿真,验证动态参数的有效性。研究冲击速度和材料对帽形结构抗冲击性能的影响。结果表明：应变率主要影响材料的强度,在应力与应变率的关系中,三次多项式具有较好的拟合效果,碳纤维的拉伸、剪切应力随相应应变率的增加而增加,而压缩应力随着压缩应变率的增加而减小,铝合金的拉伸应力随着拉伸应变率的增加先增加后减小;对不同速度的冲击实验仿真,采用动态参数更接近真实的受力情况;比吸能随着冲击能量的增加而提高,与铝合金和碳纤维相比,纤维金属材料具有优良的抗冲击性能。