1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义

采用树脂基复合材料代替金属材料制造各种零部件是实现现代武器和汽车等轻量化的主要途径之一。而根据复合材料自身特点重新设计制造武器装备和汽车等更是将复合材料技术和减少目标特征技术相结合达到武器装备性能最优化的有效途径。

通过研究韧性树脂体系，纤维种类及形态，以及复合材料结构对复合材料抗冲击性能的影响规律。通过合理设计，制备出具有高抗冲击性能的符合材料结构，并测试耐冲击性能，为符合材料制品的耐冲击设计提供依据。该项研究的应用必将对我国未来武器装备的轻量化技术提供一条有效的技术途径,填补我国玻璃纤维增强结构抗冲击复合材料的应用的空白,具有可观的社会效益和经济效益。

国内外研究现状

权国政等由面向和侧向冲击试验获得Ｅ玻璃纤维环氧树脂基复合材料在5.24 m/s冲击速度下的载荷－时间曲线，通过对面向和侧向抗冲击能力的比较及断口形貌分析，研究其各自的断裂机制。结果表明：侧向冲击试样冲击损伤门槛值Ｐ１及峰值Ｐ2均明显高于面向冲击试样；冲击试验后面向冲击层合板试样存在明显的裂纹和层间分离， 而侧向冲击试样不存在层间分离。由于层间分离削弱了材料的比强度和比模量，因此侧向抗冲击性能比面向抗冲击性能好。

孙颖等利用芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料具有灵活的可设计性和较高的减重效率，设计制备了2种层间混杂、2种夹芯混杂和层内混杂共5种混杂结构的芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料层板，通过落锤冲击试验研究了混杂结构、高强聚乙烯纤维混杂含量对其冲击载荷、冲击弹性应变能、冲击损伤形貌等抗冲击性能的影响。结果表明，芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料层板载荷峰值均大于2种单一纤维复合材料层板，试样冲击正面与背面均为芳纶纤维的层间混杂层板冲击载荷峰值最大，冲击正面与背面均为高强聚乙烯纤维的混杂层板分层损伤严重;5种混杂结构层板吸收的能量均小于单一纤维层板，而弹性应变能均大于单一纤维层板。在冲击能量相近的情况下，层内混杂层板冲击后损伤面积最小;随着高强聚乙烯纤维混杂含量增加，载荷峰值先增大后减小，当高强聚乙烯纤维混杂含量约为40%时，层间混杂复合材料层板冲击载荷峰值最大。

景玉龙等研究了多壁碳纳米管(MWNTs)／天然橡胶复合材料在不同应变率下的抗冲击性能。结果表明：随着MWNTs用量的增大，复合材料的压缩弹性模量和吸能率增大．抗冲击性能提高；在MWNTs的用量相同时，复合材料的吸能率随着应变率的增大而增大，且增幅随着MWNTs用量的增大而变大。

孔春凤等采用玄武岩纤维、玻璃纤维和丙纶长丝为原料，讨论了玄武岩／丙纶包缠复合线和玻璃纤维／丙纶包缠复合纱线的制备，以及由复合线制成的不同纤维混杂比例和不同组织结构的预制件经热压成型的纤维混杂复合材料的制备，并测试了纤维混杂复合材料的抗冲击性能。试验结果表明：随着丙纶体积分数的增加，复合材料的抗冲击性能呈现出先增强后减弱的趋势，其中当丙纶体积分数为59％时，复合材料的抗冲击性能最好；平纹、3D正交结构、3D准正交以及3D角联锁结构的复合材料中，平纹预制件的复合材料的抗冲击性能相对较好。合适的纤维混杂比例和组织结构能很大程度地提高复合材料的抗冲击性。

白明敏等采用硅烷偶联剂KH550对氧化铝基体与金属丝网进行硅烷化处理，以环氧树脂为粘结剂制备了Al₂O₃/树脂/金属丝网层状复合材料，研究了偶联剂对层状复合材料层间粘结强度以及抗冲击性能的影响。实验结果表明:偶联剂的引入增强了树脂与氧化铝基体和金属丝网的界面结合，提高了层状复合材料的层间粘结强度;落锤冲击性能测试表明，通过硅烷化处理增强环氧树脂的粘结强度可以较大幅度提高陶瓷/树脂/金属丝网的抗冲击性能。

刘玉美制备了连续玄武岩纤维增强的环氧树脂基复合材料靶板,并进行了抗冲击性能测试,研究了影响其抗冲击性能的主要因素及抗冲击机理。结果表明,表面处理会使复合材料抗冲击性能下降;而降低织物面密度、提高纤维体积含量可以使复合材料抗冲击性能得到提高。复合材料靶板的主要能量吸收形式为靶板局部变形、分层和纤维拉伸、剪切断裂及纤维拔脱。