复合材料平板抗冲击性能试验.docx

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零件冲击试验方法复合材料平板抗冲击性能试验

1范围

本文件规定了利用空气炮进行复合材料平板抗冲击性能试验的试验目的、试验环境、试验设备仪器、试验人员、试验件、试验程序、试验数据录取和处理、试验数据有效性评定、试验报告等方面要求。

本文件适用于复合材料平板抗冲击性能测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

HB7084-2014民用飞机结构抗鸟撞设计与试验通用要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

空气炮gasgun

由储气罐、发射机构、炮管等组成，用于发射弹体撞击试验件。3.2

弹体missilebody

用于对复合材料平板试验件造成冲击的被抛射物，可以是明胶弹，也可以是特定形状的金属质量块。

3.3

冲击姿态impactattitude

弹体接触试验件前的运动状态。弹体接触试验件前，弹体轴线与炮管轴线重合时，视为理想的冲击姿态。

3.4

撞击点impactpoint

弹体质心前进轨迹与受试复合材料结构表面的交会点。3.5

冲击速度impactspeed

弹体接触被测试验件前，弹体在运动方向上的速度。3.6

穿透penetration

弹体的冲击侵彻作用使弹体完全穿过被测试验件，且在被测试验件的另一面完全露出。3.7

剩余速度residualvelocity弹体击穿被测试验件后的速度。

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4一般要求

4.1试验目的

通过空气炮发射明胶弹或特定形状的金属质量块，模拟复合材料平板受到硬物冲击的工况，以测试复合材料平板试验件的抗冲击性能，获得复合材料平板试验件的损伤特性。

4.2试验环境

除试验任务书有特殊规定外，试验环境条件为：温度为（23±2）℃,相对湿度为（50±10）%。

4.3试验人员

试验人员上岗前应经过试验设备、仪器及安全设施使用方法和安全操作规程的培训，熟练掌握试验室的业务知识，并通过相关考核。

4.4试验设备

4.4.1试验设备基本组成

试验设备主要由弹体发射系统、弹体、弹托、靶架系统、高速摄像机、夹具及温度控制系统组成，温度控制系统可根据试验的温度要求进行配置，试验设备组成示意如图1所示。

图1试验系统示意图

4.4.2弹体发射系统

弹体发射系统主要由压气机、压力容器、发射机构、炮管和弹托等部分组成，用于发射弹体和弹托，弹体发射系统应满足以下要求：

a）压气机应能在较短时间内使压力容器内达到试验所需压力；

b）发射机构可以是手动、电动或气动装置，该装置应在充气过程中不漏气，在发射时保证压缩空气在瞬间全部快速通过；

c）炮管内壁光滑，内径和长度依据弹体质量大小、弹体射出速度以及对空气炮的性能要求来选定；

d）弹托为与弹体和炮膛内壁很好匹配的圆柱形桶，弹托可用泡沫塑料或其他材质制作；

4.4.3弹体

4.4.3.1明胶弹（人工鸟弹）

明胶弹制作应满足以下要求：

a）明胶弹的制作应满足一定的配比要求，其参数应接近密度为900-1000kg/m3，孔隙率为10%；b）明胶弹的制作是通过将明胶溶液浇筑于模具中，脱模过程中要非常小心，保证明胶弹不至于

在发射前就发生变形或破坏；

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c）明胶弹的制备应作为实验准备工作的最后一个环节，每一发弹体都使用0.5mm的聚酯膜环绕包覆，竖立储存于冰柜中，48h内投入使用。

4.4.3.3金属质量块

金属质量块弹体推荐采用50×50mm的方形钛合金弹片，其尺寸可见图2。

图2方形弹片

注：其他由试验任务书规定、且符合试验设备和测试目的的其余形状、尺寸金属质量块也可使用。

4.4.4靶架系统

靶架系统主要由试验台、防护屏和弹体回收箱组成，用于提供试验件安装支承平台和安全防护，靶架系统应满足以下要求：

a）试验台应由底架和试验件支承架两部分组成，能够承受较大冲击载荷；

b）试验件支承架角度应可调节，同时在底架上能作三维移动定位，以满足试验件上弹着点的选择；

b）防护屏应能接收校准试炮时发射的弹体，同时能够承受冲击载荷；

d）弹体回收箱内部填充粘性材料，应能在金属质量块击穿试验件后将其回收。

4.4.5夹具

夹具的爆炸图如图3所示，其包含两个相框式厚板，从前到后分别为夹具盖板和夹具背板，夹具应满足以下要求：

a）通过20个M10螺栓，将试验件安装、固定在夹具盖板与夹具背板中间；

b）螺栓应等间距排布，所有螺栓施加相同的扭矩，且扭矩不小于25N·m；；

c）夹具的设计应保证试验件边缘的受夹宽度应不小于试验件宽度的1/10。