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樹(shù)脂-泡沫鋁復(fù)合材料制備及性能研究(二十八)

日期:25-02-19     時(shí)間:02:20 來(lái)源: 益榮金屬

樹(shù)脂-泡沫鋁復(fù)合材料制備及性能研究(二十八)

如圖3-12所示為PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料在50J落錘沖擊能量下的載荷-時(shí)間曲線(xiàn),從圖中可以看出,PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料在落錘沖擊荷載下的載荷-時(shí)間曲線(xiàn)分為三個(gè)階段。

在第一個(gè)階段,在沖擊作用下其荷載隨著時(shí)間而呈現(xiàn)直線(xiàn)上升,呈現(xiàn)出近似直線(xiàn)上升的趨勢(shì),從斜率來(lái)看,聚脲含量較高的M4/Al FoamM5/Al Foam復(fù)合材料的斜率要更高,載荷隨著時(shí)間上升更快,而聚脲含量較低的M1/Al Foam 、M2/Al FoamM3/Al Foam的斜率要更低一些,載荷隨著時(shí)間上升更慢。從載荷-時(shí)間曲線(xiàn)圖來(lái)看,斜率和共混樹(shù)脂中聚脲的含量呈現(xiàn)正相關(guān),也就是說(shuō),共混樹(shù)脂中聚脲成分的增加帶來(lái)了更高的共混樹(shù)脂強(qiáng)度,使得載荷-時(shí)間曲線(xiàn)圖的第一階段的斜率上升更快。

在載荷-時(shí)間曲線(xiàn)的第二個(gè)階段,曲線(xiàn)波動(dòng)上升,直到上升到最大載荷。從峰值載荷來(lái)看,M1/Al FoamM2/Al Foam的峰值載荷相差不大,其峰值載荷分別為4014N4236N,說(shuō)明共混樹(shù)脂里聚脲含量較低時(shí)對(duì)峰值載荷的增加效果有限。而當(dāng)聚脲含量占到共混樹(shù)脂的一半的時(shí)候,其峰值載荷增加明顯,M3/Al Foam的峰值能量比M1/Al Foam的增加了41.06%,M2/Al Foam的峰值載荷比M1/Al Foam 的增加了5.53%。當(dāng)聚脲含量超過(guò)共混樹(shù)脂含量的一半的時(shí)候,其峰值載荷增加更加明顯,M4/Al FoamM5/Al Foam分別比M1/Al Foam增加了104.19%115.94%。從峰值載荷來(lái)看,聚脲含量與峰值載荷成正比,而當(dāng)聚脲含量達(dá)到100%的時(shí)候,峰值載荷為最高,其值為8668N

在載荷-時(shí)間曲線(xiàn)的第三個(gè)階段,沖擊荷載開(kāi)始隨時(shí)間下降,其中,M4/Al FoamM5/Al Foam的下降速度較快,這是由于其聚脲含量較高,共混樹(shù)脂固化后的強(qiáng)度較高,沖擊荷載可以快速傳遞到整個(gè)復(fù)合材料,從而復(fù)合材料能夠較為快速地變形失效。而在較低聚脲含量的M1/Al Foam 、M2/Al FoamM3/Al Foam中,由于其聚氨酯含量較高,共混樹(shù)脂固化后的彈性較強(qiáng),其傳遞沖擊荷載的能力較弱,導(dǎo)致在受到?jīng)_擊荷載的影響后,復(fù)合材料的響應(yīng)較慢。

從到達(dá)沖擊峰值載荷的時(shí)間來(lái)看,不同復(fù)合材料到達(dá)沖擊峰值載荷的時(shí)間很接近, 最低時(shí)間為1.86ms, 最高時(shí)間為2.02ms。而從沖擊持續(xù)時(shí)間來(lái)看,M4/Al FoamM5/A1 Foam 的沖擊持續(xù)時(shí)間較短,分別為7.53ms7.37ms。M1/Al FoamM2/Al Foam的沖擊持續(xù)時(shí)間較高,分別為13.45ms13.11ms。M3/Al Foam則同 處于中間,為10.43ms。

綜合從載荷-時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)看,M4/Al FoamM5/Al Foam的到達(dá)峰值載荷時(shí)間更快,峰值載荷都很高,沖擊持續(xù)時(shí)間較短,說(shuō)明這兩種復(fù)合材料在受到?jīng)_擊荷載時(shí)可以更快速地響應(yīng)而具有更高的抗沖擊能力。

表3-4 PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料沖擊響應(yīng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

名稱(chēng) 沖擊峰值載荷/N 到達(dá)峰值時(shí)間/ms 沖擊持續(xù)時(shí)間/ms
M1/Al Foam 4014 1.92 13.45
M2/Al Foam 4236 2.02 13.11
M3/Al Foam 5662 1.92 10.43
M4/Al Foam 8196 1.92 7.53
M5/Al Foam 8668 1.86 7.37

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