1.不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,包括对蜂窝材料施加不同冲击速度下的冲击载荷,获得冲击力-位移曲线,对冲击力-位移曲线进行处理,获得相应的应力-应变曲线和能量吸收效率-应变曲线,根据应力-应变曲线和能量吸收效率-应变曲线得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM,实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。
2.根据权利要求1所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1:在不同冲击速度下,对蜂窝材料施加冲击载荷,获得相应的冲击力-位移曲线F-u;
步骤2:对冲击力-位移曲线F-u进行标准化处理,获得相应的应力-应变曲线σ-ε;
步骤3:根据应力-应变曲线σ-ε计算出蜂窝材料的能量吸收效率,获得能量吸收效率-应变曲线Ee-ε;
步骤4:通过应力-应变曲线σ-ε和能量吸收效率-应变曲线Ee-ε,得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM;
步骤5:根据最佳应变εM,实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。
3.根据权利要求1或2所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述蜂窝材料耐撞性能可通过蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo、冲击力效率Fe、最大能量吸收效率EeM、最小缓冲系数CM或最佳单位质量比吸能Seo来确定,Eo、Fe、EeM和Seo越大,CM越小,蜂窝材料耐撞性能越好。
4.根据权利要求2所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述步骤2中,标准化处理的具体过程为:σ=F/A
ε=u/h
上式中,σ为应力,F为冲击力,A为材料在冲击方向上的横截面面积;ε为应变,u为蜂窝材料在冲击方向上的位移,h为蜂窝材料在冲击方向上原始高度。
5.根据权利要求2所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述步骤3的具体过程为:步骤3.1:计算蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E计算应力-应变曲线σ-ε上任意一点与应变坐标轴所围图形的面积,即对其进行积分,得到蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E,式中,εa为应力-应变曲线σ-ε上任意一点对应的应变;
步骤3.2:根据蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E计算能量吸收效率Ee,式中,σa为εa对应的应力;
步骤3.3:以应变ε为横轴,以能量吸收效率Ee为纵轴,绘制能量吸收效率-应变曲线Ee-ε。
6.根据权利要求2所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述步骤4的具体过程为:步骤4.1:判断蜂窝材料的变形模式
根据应力-应变曲线σ-ε判断所述蜂窝材料的变形模式:若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P小于平台区阶段中的任何应力值,且在平台区阶段,应力先快速增强,然后缓慢增加,直到试样发生密实化,则表明蜂窝材料所受冲击为低速冲击,变形为准静态变形模式;
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P大于平台区阶段中的任何应力值,且在平台区阶段,应力大致恒定,直到试样被密实化,则表明蜂窝材料所受冲击为中速冲击,变形为过渡态变形模式;
若应力-应变曲线σ-ε在平台区应力阶段波动幅度较大,则表明蜂窝材料所受冲击为高速冲击,变形为动态变形模式;
如果所述蜂窝材料中蜂窝结构为圆形,还可以通过蜂窝材料所受冲击的速度判断变形模式:蜂窝材料受冲击时,由准静态模式向过渡态模式转变的冲击速度为vQ1,由过渡态向动态模式转变的冲击速度为vQ2式中,t为蜂窝材料中蜂窝的壁厚,R为蜂窝材料中蜂窝的半径;
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足vQ1
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v>vQ2时,蜂窝材料的变形为动态变形模式;
步骤4.2:求取不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM当蜂窝材料处于准静态变形模式时,相应的能量吸收效率-应变曲线具有能量吸收效率峰值EeM,所述能量吸收效率峰值EeM对应的应变为最佳应变εM;
当蜂窝材料处于过渡态变形模式时,在线弹性阶段,应力-应变曲线σ-ε的初始应力峰值为σ0,在密实化阶段,σ0对应的应变为最佳应变εM;
当蜂窝材料处于动态变形模式时,在密实化阶段前,应力-应变曲线σ-ε的应力峰值为σmax,在密实化阶段中,σmax对应的应变为最佳应变εM。
7.根据权利要求3所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo为:
8.根据权利要求7所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述蜂窝材料的冲击力效率Fe为:Fe=σm/σmax
上式中,σm为平台区阶段的应力,σmax为应力-应变曲线上最佳应变εM之前的最大应力。
9.根据权利要求8所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述蜂窝材料的最大能量吸收效率EeM为:
10.根据权利要求8所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法,其特征在于,所述蜂窝材料的最小缓冲系数CM为:CM=1/(FeεM)
所述蜂窝材料的最佳单位质量比吸能Seo为:
式中,ρ*为所述蜂窝材料的密度。