聚碳酸酯材料动态力学性能的研究

摘要

基于优良的力学和光学性能，聚碳酸酯材料在航空航天技术领域内具有广泛的应用，且在准静态的力学性能已经获得了较大的研究进展。然而在实际应用中，聚碳酸酯材料往往需要承受冲击荷载作用，且材料的力学性能在动态和准静态情况下往往存在较大的不同。因此，需要对聚碳酸酯材料在冲击载荷作用下的动态力学响应进行深入的研究。
　　首先，通过霍普金森杆实验，本文对聚碳酸酯材料的动态拉、压力学响应进行了实验研究。忽略温度效应的影响，得到了材料在不同应变率条件下的动态力学特性，并根据Eyring模型和ZWT本构模型获得了聚碳酸酯在一定温度下的屈服应力及不同应变率条件下的材料本构关系。同时，采用高速摄像机对材料在应力波加载下的宏观动态变形进行了分析。实验结果表明，在一定温度下，聚碳酸酯的屈服应力随着应变率的增加而增加。此外，为了进一步验证实验数据的可靠性，本文采用2D-Dic技术对材料在不同应变率下的动态变形行为进行了研究，并与SHPB所得的实验数据进行了对比，最终获得了很好的一致性。
　　其次，本文对聚碳酸酯材料在高压下的Hugoniot状态方程进行了实验研究。采用平板撞击实验，巧妙的设计了锰铜计、电磁速度计、PVDF以及电子探针等一系列测试系统，并获得了冲击波波速、粒子速度等Hugoniot状态方程数据。通过与Carter and Marsh等人的数据相比较，获得了实验数据的有效性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 国内外综述的简析

1.4 本文的研究内容

第2章 实验原理

2.1 引言

2.2 材料动态力学性能实验原理

2.3 材料的状态方程实验原理

2.4 本章小结

第3章 高应变率下聚碳酸酯动态压缩力学行为

3.1 引言

3.2 聚碳酸酯动态压缩实验设计

3.3 聚碳酸酯动态压缩实验结果分析

3.4 2D-Dic处理结果分析

3.5本章小结

第4章 高应变率下聚碳酸酯动态拉伸力学行为

4.1 引言

4.2 聚碳酸酯动态拉伸实验设计

4.3 聚碳酸酯动态拉伸实验结果分析

4.4 2D-Dic处理结果分析

4.5本章小结

第5章 聚碳酸酯的状态方程

5.1 引言

5.2 聚碳酸酯飞片撞击实验

5.3 实验结果

5.4 聚碳酸酯材料的Hugoniot状态方程

5.5 2欧姆H型锰铜计的动态标定

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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致谢