酚醛层压材料的本构模型研究 study on constitutive model of phenolic cotton fabric material.pdfVIP

爆破器 材 MateriaIs 第42卷第2期 ExpIosive doi：10．3969／j．issn．1∞1每352．2013．02．004 酚醛层压材料的本构模型研究4 冯海林胡毅亭侯海周 南京理工大学化工学院(江苏南京，210094) 『摘要]文中讨论了雷管生产线中使用的酚醛层压材料的本构模型，使用分离式H叩kinson压杆(sHPB)研究 了材料在高应变率下的力学行为。通过对实验结果的分析，材料的动态应力～应变曲线符合zwT(朱王唐)非线 性热弹粘性本构模型。利用最小二乘法拟合了方程参数，同时对拟合的理论结果与实验结果进行比较，发现在低 应变区，拟合并不很好，试件内存在应力应变分布不均的影响因素；在高应变区，拟合与实验结果比较吻合。 酚醛层压材料 高应变率本构模型 最小二乘法 [关键词] 分离式Hopkinson压杆 TD235．2+2 [分类号]TQ560．7 引言 吸收杆巴导矍 几十年来，雷管的运输、贮存一直是安全研究的 重点之一，传统的金属和木材等作为雷管的外包装 材料，都有不可避免的缺陷。因此，利用酚醛层压材 料代替传统材料，对于雷管的安全具有促进作用。 酚醛层压材料在冲击下的力学性能与准静态下的力 处理 学性能有很大的差别，研究酚醛层压材料在高应变 图1 sHPB装置简图 率下的力学性能及其对应的动态本构模型显然不可 SHPBdevice Fig．1 system 避免。卜3I。本文利用分离式Hopkinson压杆 效应可忽略，满足一维应力波假设；试件的长径比也 (sHPB)，在常温下，对材料在不同高应变率(102～ 符合要求，且试件相对较短，当入射脉冲作用于试件 104 s一)时的力学性能进行了研究，并对应力一应变 时，在一个脉冲作用时间内试件内脉冲来回反射多 曲线进行分析，发现其动态本构模型符合zwT(朱 次，可以近似认为试件内应力是均匀的。由于加工 J。 王唐)非线性热弹粘性本构模型【4 精度的制约，致使sHPB压杆与试验两端面不可能 1 实验过程与装置 达到完全的光滑，此时可通过凡士林油润滑接触面 实验采用的是D14．5mm分离式Hopkinson压 13 来减小摩擦。6o。 杆，装置配置如图1J。将酚醛层压材料制成 利用一维应力波假设，在入射杆、透射杆材料和 D13mm×10mm的圆柱体试件，将试件两端面涂上 凡士林，夹在输入杆和输出杆之间。子弹由高压气 横截面积都相同前提下，得到计算试件应力盯(f)、 枪以设定的压力射出，撞击输入杆，在输入杆内产生 应变占(￡)和应变率；(￡)的三波公式。利用均匀性 入射脉冲，在应力脉冲到达试件时，试件产生变形， 假设：试件内部各处应力应变均匀(jp，=p：)，可以得 在输入杆产生反射脉冲，同时在输出杆产生透射脉 到占：(￡)+F，(￡)=s，(f)，再对应力、应变和应