玻璃纤维增强型复合材料圆筒高温高压动态冲击断口形貌分析

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1、玻璃纤维增强型复合材料圆筒高温高压动态冲击断口形貌分析王加刚余永刚周良梁曹韩学刘溪南京理工大学能源与动力工程学院重庆望江工业有限公司重庆大学材料科学与工程学院摘要：为了探宄埋头弹火炮所用的玻璃纤维增强型（GFR）复合材料药筒在高温高压瞬态冲击条件下的结构强度，分别开展了圆筒静态整体拉伸和动态高温高压冲击实验，从拉伸/瞬态超高压破坏试样断UI部分截取断U样品，在扫描电子显微镜下观察断门形貌，得到GFR复合材料在两种不同受力情况下的失效模式。结果表明：室温整体单轴拉伸断裂时，GFR复合材料的断而与轴线夹角接近45°，失效模式为环氧树脂基体破坏和纤维拔出；在高压瞬态冲击作用下，试样主耍失效模式为纤

2、维的脆性断裂，同时由于火药燃烧产牛.的高温燃气使部分环氧树脂基体碳化，纤维与基体界面结合力降低，少数纤维熔融或软化附着在断U上，部分软化的纤维因瞬态超高压被拉细。关键词：玻璃纤维;复合材料;非金属药筒;瞬态冲击;断口形貌;作者简介：王加刚（1979一），男，博士研究生；作者简介：余永刚，yyg801@njust.edu.cn。收稿日期：2016-08-11FractureanalysisofglassfiberreinforcedcompositematerialunderhightemperatureandpressureWangJiagangYuYonggangZhouLianglian

3、gCaoHanxueLiuXiSchoolofEnergyandPowerEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology;CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ChongqingUniversity;Abstract：Inthisstudywecarriedoutanstaticoveralltensileexperimentatroomtemperatureandatransientblastexperimentunderultrahighpressuretoinvestigatethestr

4、ucturalstrengthofglassfiberreinforced(GFR)compositecartridgeofCTAgunwithtransientimpulseunderhightemperatureandpressure.Thefracturesurfacesofthespecimenswerecutfromthetensile/transientultrahighpressurefailuresamples,andthefracturemorphologywasobservedunderthescanningelectronmicroscope.Theresultssho

5、wthatthemainfailuremodesofGFRcompositesarematrixfailureandfiberpulling-outwhentheuniaxialoveralltensilefractureoccursatroomtemperaturewiththeintersectionbetweentheGFRcompositessectionandtheaxiscloseto45°;themainfailuremodeofthespecimenundertransientultrahighpressureisthebrittlefractureofthefiberand

6、，duetotheaportionofsubstrate’scarbonizationresultingfromthehightemperatureheatproducedbytheignitedgunpowder,thefibermatrixinterface’sbindingforceisreducedandafewfiberseithermeltorsoften,becomingattachedtothefracturedsurface,therebyattenuatingpartofthesoftenedfibersduetothetransientsuperhighpressure

7、.Keyword：glassfiber;compositematerial;nonmetal1iccartridge;transientblastexperiment;fracturemorphology;Received：2016-08-11玻璃纤维增强型(glassfiberreinforced,GFR)复合材料是现代工业不可或缺的基础材料，具有密度小、弹性模量高、比强度高、化学稳定性好及可设计性强等特点