抗爆缓冲材料动态力学特性及微观破裂分析.pdf

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1、第31卷增1岩石力学与工程学报Vo1．31Supp．1May，20122012年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering抗爆缓冲材料动态力学特性及微观破裂分析吕祥锋～，潘一山27肖晓春，。f1．中国科学院力学研究所，北京100190；2．辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新1230003．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008)摘要：采用准静态、落锤冲击和分离式霍普金森压杆(SHPB)试验研究方法，借助电镜扫描(SEM)手段，对泡沫A1、A1．Si12基、A1．Si6基、泡沫Mg及A卜纤维和A卜稀土闭孔

2、泡沫材料进行吸能特性试验研究，并讨论其微观破坏特征。准静态试验结果表明，基体材料不同，应力一应变曲线和吸能性能关系差异较大，抗压强度值最大为5MPa左右。落锤冲击应力一应变和吸能特性试验结果说明，冲击载荷作用下材料抗压强度提高较大，最高可达15MPa，吸能值最大达29J。SHPB试验结果得出缓冲吸能性能良好的泡沫材料参数以密度为0．35～0．70eCcm，孔隙度为65％~87％，孔径为1．0～4．0mm为宣。静态与冲击试验微观破坏结果均说明泡沫Al材料具有明显的撕裂痕迹，表现出韧性断裂特征。与准静态试验结果相比，冲击速度增大后，材料强度和吸能性能得到更好发挥，泡沫Al材料吸能值最大，变形

3、空间较大，更适合用于防冲吸能支护材料。相似模拟试验结果表明，锚杆支护、u型钢支护巷道都存在不同程度的冲击变形或破坏，防冲支护巷道发生冲击后整体性较好。关t词t采矿工程：闭孔泡沫金属材料；动态力学特性；吸能性能；微观破裂形貌；防冲支护中圈分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1000—6915(2012)增1—2821—08ANALYSISOFDYNAMICMECHANICALPRoPERTIESANDMICRoCoSMICRUPTUREoFANTI．EXPLoSIoNBUFFERMATERIALSLUXiangfenglI2PANYishan2XIAOXiaochun2，37，rI．

4、InstituteofMechanics，ChineseAcademyofSciences，Beo'ing100190，China；2．SchoolofMechanicsandEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin，Liaoning123000，China；3．StateKeyLaboratoryforGeomechanicsandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221008，China)Abstract：Thee

5、nergyabsorptionpropertyofclosed—cellfoammetalswithmatrixA1，matrixA1-Sil2，matrixA1-Si6，matrixMg，matrixAI-fiberandmatrixRE—A1alloysareinvestigatedbythecompression，impactandsplitHopkinsonpressurebar(SHPB)test．Andthemicro-mechanicsfailuremechanismofclosed—cellfoammetalsisdiscussed．Quasi—staticexperim

6、entresultsshowthatthemechanicalpropertiesofdiferentfoammetalsarediferent，andthemaximumofcompressivestrengthisabout5MPa．Impacttestresultsindicatethatthemaximumofcompressivestrengthandabsorbingenergyvalueareabout15MPaand29J，respectively．Theclosed-cellfoammetalsexhibitgoodenergy-absorptionabilityont

7、heoptimalconditionsthatdensityis0．35—0．70g／cm，porosityis65％一87％andporediameteris1．0—4．0mm．Themicro-morphologyofclosed—cellfoammetalwithmatrixA1isobviousteartrace，indicatingthatithastoughnesscharacteristics．Comparedwith