Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 7 » Статья стр. 1319
<<<>>>
Ударная сжимаемость и откольная прочность композита на основе кевлара и эпоксидной смолы
Уткин А.В.1, Мочалова В.М.1, Савченко А.В.1, Брейкина В.Е.1
1ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, Черноголовка, Московская обл., Россия
Email: utkin@icp.ac.ru
Поступила в редакцию: 7 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 25 марта 2025 г.
Принята к печати: 25 марта 2025 г.
Выставление онлайн: 16 июня 2025 г.
PDF версия
Проведены экспериментальные исследования ударно-волновых свойств композита из арамидной ткани баллистической и эпоксидного связующего при продольной и поперечной ориентации волокон относительно направления распространения волны. Регистрация профилей массовой скорости осуществлялась методом лазерной интерферометрии. Показано, что ударная адиабата композита не зависит от ориентации волокон, и при 17 GPa на ней наблюдается излом, свидетельствующий о химическом разложении. Наиболее яркой отличительной особенностью профилей скорости в образцах с продольной ориентацией волокон является наличие двухволновой конфигурации при давлении ударного сжатия ниже 12 GPa. Показано, что откольная прочность композита на основе Кевлара при продольной ориентации волокон примерно вдвое выше, чем при поперечной, и равна 180 MPa. Ключевые слова: композит, ударные волны, ударная адиабата, откольная прочность, Кевлар, эпоксидная смола.
  1. S. Katz, E. Grossman, I. Gouzman, M. Murat, E. Wiesel, H.D. Wagner. Int. J. Impact Eng., 35 1606 (2008)
  2. D.M. Dattelbaum, J.D. Coe, P.A. Rigg, R.J. Scharff, J.T. Gammel. J. Appl. Phys., 116, 194308 (2014). DOI: 10.1063/1.4898313
  3. T. Homae, T. Shimizu, K. Fukasawa, O. Masamura. J. Reinf. Plast. Compos., 25, 1215 (2006). DOI: 10.1177/0731684406066370
  4. A.V. Bushman, V.P. Efremov, V.E. Fortov, G.I. Kanel, I.V. Lomonosov, V.Y. Ternovoi, A.V. Utkin. Matter, 1991, 79 (1992). DOI: 10.1016/B978-0-444-89732-9.50018-2
  5. V. Mochalova, A. Utkin, A. Savinykh, G. Garkushin. Compos. Struct., 273, 114309 (2021). DOI: 10.1016/j.compstruct.2021.114309
  6. D.M. Dattelbaum, J.D. Coe. The dynamic-loading response of carbon-fibre-filled polymer composites. In: Dyn. Deform. Damage Fract. Compos. Mater. Struct. (Elsevier, 2023), p. 195-244
  7. J.C.F. Millett, N.K. Bourne, Y.J.E. Meziere, R. Vignjevic, A. Lukyanov. Compos. Sci. Technol., 67, 3253 (2007). DOI: 10.1016/j.compscitech.2007.03.034
  8. W. Riedel, H. Nahme, K. Thoma. Equation of state properties of modern composite materials: Modeling shock, release and spallation, In: AIP Conf. Proc. (American Institute of Physics, 2004), p. 701-706. DOI: 10.1063/1.1780335
  9. C.S. Alexander, C.T. Key, S.C. Schumacher. J. Appl. Phys., 114, 223515 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4846116
  10. С.А. Бордзиловский, С.М. Караханов, Л.А. Мержиевский. ФГВ, 33, 132 (1997)
  11. А.В. Бушман, В.П. Ефремов, И.В. Ломоносов, А.В. Уткин, В.Е. Фортов. ТВТ, 28, 1232 (1990)
  12. V.M. Mochalova, A.V. Utkin, V.E. Rykova, M. Endres, D.H.H. Hoffmann. Arch. Mech., 71, 417 (2019). DOI: 10.24423/aom.3144
  13. T. Lassig, F. Bagusat, S. Pfandler, M. Gulde, D. Heunoske, J. Osterholz, W. Stein, H. Nahme, M. May. Struct., 182, 590 (182). DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.09.031
  14. S. Khatiwada, C.A. Armada, E.V. Barrera. Procedia Eng., 58, 4 (2013)
  15. C. Frias, S.A. Macdonald, D. Townsend, N.K. Bourne, C. Soutis, P.J. Withers. 19th Biennial Conference of the APS Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter, Florida, 60 (8), M1-056 (2015)
  16. S. Yang, V.B. Chalivendra, Y.K. Kim. Compos. Struct., 168, 120 (2017)
  17. I. Taraghi, A. Fereidoon, F. Taheri-Behrooz. Mater. Des., 53, 152 (2014). DOI: 10.1016/j.matdes.2013.06.051
  18. P.N.B. Reis, J.A.M. Ferreira, Z.Y. Zhang, T. Benameur, M.O.W. Richardson. Compos. Part B Eng., 46, 7 (2013). DOI: 10.1016/j.compositesb.2012.10.028
  19. W. Xie, W. Zhang, L. Guo, Y. Gao, D. Li, X. Jiang. Compos. Part B Eng., 153, 176 (2018)
  20. C. Pirvu, L. Deleanu, C. Lazaroaie. Ballistic tests on packs made of stratified aramid fabrics LFT SB1. In: IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., IOP Publishing, 2016: p. 012099. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/147/1/012099/meta (accessed October 3, 2024)
  21. M.J. Donough, B.G. Prusty, M.J. Van Donselaar, E.V. Morozov, H. Wang, P.J. Hazell, A.W. Philips, N.A. St John. Int. J. Impact Eng., 171, 104373 (2023)
  22. В.М. Мочалова, А.В. Уткин, А.В. Павленко, С.Н. Малюгина, С.С. Мокрушин. ЖТФ, 89, 126 (2019)
  23. V. Mochalova, A. Utkin, D. Nikolaev, A. Savinykh, G. Garkushin, A. Kapasharov, G. Malkov. J. Appl. Phys., 136, 045902 (2024). DOI: 10.1063/5.0217287
  24. А.Е. Тарасов, Э.Р. Бадамшина, Д.В. Анохин, С.В. Разоренов, Г.С. Вакорина. ЖТФ, 88, 34 (2018)
  25. Т.А. Ростилов, В.С. Зиборов. ТВТ, 60, 922 (2022)
  26. J.E. Pepper, J. Huneault, M. Rahmat, B. Ashrafi, O.E. Petel. Int. J. Impact Eng., 113, 203 (2018)
  27. J. Huneault, J.E. Pepper, M. Rahmat, B. Ashrafi, O.E. Petel. J. Dyn. Behav. Mater., 5, 13 (2019). DOI: 10.1007/s40870-018-00180-w
  28. R.C. Huber, J. Peterson, J.D. Coe, D.M. Dattelbaum, L.L. Gibson, R.L. Gustavsen, J.M. Lang, S.A. Sheffield. J. Appl. Phys., 127, 105902 (2020). DOI: 10.1063/1.5124252
  29. R.C. Huber, D.M. Dattelbaum, J.M. Lang, J.D. Coe, J.H. Peterson, B. Bartram, L.L. Gibson. J. Appl. Phys., 133, 035106 (2023)
  30. P.J. Hazell, H. Wang. Shock response of polymer composites. In: Dyn. Deform. Damage Fract. Compos. Mater. Struct. (Elsevier, 2023), p. 309-336. https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/B9780128239797000120 (accessed April 10, 2024)
  31. F. Yuan, L. Tsai, V. Prakash, A.M. Rajendran, D.P. Dandekar. Int. J. Solids Struct., 44, (2007) 7731 (2007)
  32. E. Zaretsky, G. DeBotton, M. Perl. Int. J. Solids Struct., 41, 569 (2004). DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2003.09.026
  33. А.В. Уткин, В.М. Мочалова, В.В. Якушев, В.Е. Рыкова, М.Ю. Шакула, А.В. Острик, В.В. Ким, И.В. Ломоносов. ТВТ, 59, 189 (2021). DOI: 10.31857/S0040364421020137
  34. А.В. Уткин. ПМТФ, 34, 140 (1993)
  35. А.В. Федоров, А.Л. Михайлов, С.А. Финюшин, Д.А. Калашников, Е.А. Чудаков, Е.И. Бутусов, И.С. Гнутов. ЖЭТФ, 149, 792 (2016)
  36. Н.X. Ахмадеев, Г.М. Гайнатулина. Письма в ЖТФ, 11, 897 (1985)
  37. D.C. Wood, G.J. Appleby-Thomas, A. Hameed, N.R. Barnes, A. Hughes, P.J. Hazell. J. Mater. Sci., 53, 11415 (2018). DOI: 10.1007/s10853-018-2431-0
  38. P.-L. Hereil, O. Allix, M. Gratton. J. Phys., IV (7), C3 (1997). DOI: 10.1051/jp4:1997391
  39. V. Mochalova, A. Utkin, D. Nikolaev. J. Appl. Phys., 133, 240701 (2023). DOI: 10.1063/5.0151292
  40. А.П. Кузнецов, С.А. Колесников, А.А. Голубев, К.Л. Губский, С.В. Дудин, А.В. Канцырев, В.И. Туртиков, А.В. Уткин, В.В. Якушев. ПТЭ, 3, 116 (2011)
  41. Г.И. Канель, С.В. Разоренов, А.В. Уткин, В.Е. Фортов. Ударно-волновые явления в конденсированных средах (Янус-К, М., 1996)
  42. V. Mochalova, A. Utkin, V. Sosikov, V. Yakushev, A. Zhukov. Shock Waves, 32, 715 (2022). https://doi.org/10.1007/s00193-022-01104-3.
  43. D.M. Dattelbaum, J.D. Coe. Polymers, 11, 493 (2019). DOI: 10.3390/polym11030493
  44. С.А. Новиков, И.И. Дивнов, А.Г. Иванов. Физика металлов и металловедение, 21, 608 (1966)
  45. А.В. Уткин, В.А. Сосиков. ПМТФ, 46, 29 (2005).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme