棉花纤维增强冰弹对复合材料层合板冰撞动响应的影响

摘要

当前研究表明自然界冰雹比纯净冰的密度低、强度高,为此ASTM F320—10标准中要求,在实施航空结构抗冰撞试验时,人工模拟冰弹中需添加棉花纤维,以更真实呈现自然界冰雹的力学特性.为研究复合材料蒙皮结构遭受自然界冰雹后的损伤特性,采用80 mm口径气炮装置,开展纤维增强冰弹撞击刚性靶板和复合材料层合板试验.结果表明:冻结温度对冰弹力学性能几乎无影响;棉花纤维的加入显著提高了冰弹的模量和断裂强度;在中低速度范围内,复合材料层合板分层损伤面积随纤维增强冰弹的冲击速度及层合板铺层方式变化,而相同速度范围内受纯净冰弹冲击的层合板未出现分层损伤.