剪切增稠液夹芯板吸能特性实验研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

汽车碰撞事故是发生频率最高的交通事故。在碰撞过程中，要求汽车材料具有较好的吸能特性，能够依靠自身的变形来吸收整车的动能。汽车在碰撞过程中的吸能效率，对汽车的安全有着重要的影响。

剪切增稠液体，是21世纪初在美英兴起并在中国进一步发展的一种新型防护材料。这种新型液态材料平时非常容易变形，纳米级硬质粒子呈悬浮状态。然而，一旦受到冲击，在碰撞点原先呈悬浮状态的硬质纳米粒子便会骤然聚集成微粒簇，从而使剪切增稠液体瞬间得十分坚硬，阻止致命冲击对人体的伤害。实验结果表明，在低剪切速率下，就会出现剪切变稀现象，而在高剪切速率下，出现剪切增稠现象。由于此特性，剪切增稠液体常应用于抗撞击领域，例如用于防弹材料或其它防护设备的制备中，同时在减振等工程应用中具有广阔的应用前景。

国内外许多研究学者在剪切增稠液的吸能作用进行了长久的探索并且取得了卓越的成绩。在早期，人们关于剪切增稠行为的研究目标主要是为了降低由于剪切增稠效应而导致的设备工作异常或损坏。随着试验研究的不断深入，人们对剪切增稠的认识已经从对现象的定性描述上升到通过具体的试验数据记录其剪切增稠过程，从而实现对它的控制。由于其冲击应力的流变学响应特征及其相应的能量吸收能力，使其成为一种理想的防护材料，这引起人们极大的关注。

2. 研究的基本内容与方案

1.研究内容

在本次实验中，通过改进霍普金森压杆动态加载装置,设计好对称和非对称的实验加载工况。然后开展动态侵彻加载试验，（弹体的速度为30m/s-120m/s）来研究不同工况下的夹芯板的破坏模式。基于入射速度和剩余速度分析夹芯板的吸能特性，分析夹芯板中面板、芯层和背板在吸能过程中所发挥的作用，并讨论侵彻过程中的夹芯板的动态破坏机理。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确立基本的研究思路，完成开题报告。

第4-8周：熟悉加载装置，设计试件和改进加载装置，开展模态测试分析，并测试加速度信号。

第9-11周：分析速度、粘度和板的厚度对其模态的影响规律。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] gupta nk, iqbal ma, sekhon gs. effect of projectile nose shape, impact velocity and target thickness on deformation behavior of aluminum plates [j]. int j solids structure, 2007, 44: 34-39.

[2] hoo fatt ms, sirivolu d. a wave propagation model for the high velocity impact response of a composite sandwich panel[j]. int j impact engineering, 2010;37:11-30.

[3] goldsmith w, wang g, li k, crane d. perforation of cellular sandwich plates[j]. int j impact engineering, 1997, 19(s5-6): 361-379.