低温冲击载荷下泡沫芯夹层复合材料损伤机理的阐明
应用物理
2021-04-22 v1
摘要
近期北极勘探的兴趣为海上结构轻量化材料的力学行为带来了新挑战。已知海水和低温暴露会劣化多种材料的力学性能，从而危及人员和结构的安全。本研究旨在探究用于海洋应用的编织碳/乙烯基酯PVC泡沫芯夹层复合材料在低温下的低速冲击行为。试验在带有内置环境箱的落塔冲击系统中进行。在25°C、0°C、-25°C和-50°C四个原位温度下，测定了7.5 J、15 J、30 J和60 J四种冲击能量下的接触力、位移和吸收能量等冲击响应。结果表明，温度对夹层复合材料的动态冲击行为有显著影响。随着温度降低，夹层复合材料变得刚硬而脆，这对其剩余强度和耐久性产生不利影响。例如，在所有温度下60 J冲击时，试样均出现上面板和芯材的穿孔，背面板呈现出不同程度的损伤。在-25°C和-50°C时，夹层复合材料试样几乎完全穿孔。在所有冲击能量下，随着温度降低夹层复合材料变得刚硬而脆，对其剩余强度和耐久性产生不利影响。
引用
@article{arxiv.2104.09046,
title = {Elucidating the Mechanisms of Damage in Foam Core Sandwich Composites under Impact Loading and Low Temperatures},
author = {Alejandra Castellanos and Pavana Prabhakar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09046},
year = {2021}
}