二维平纹编织CSiC的超高速碰撞实验 7页

第３３卷第２期爆炸与冲击Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２２０１３年３月ＥＸＰＬＯＳＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＷＡＶＥＳＭａｒ．，２０１３文章编号：１００１－１４５５（２０１３）０２－０１５６－０７二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料＊的超高速碰撞实验杨扬１，２，徐绯１，张岳青１，莫建军３，陶彦辉３（１．西北工业大学航空学院结构工程系，陕西西安７１００７２；２．北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京１０００８１；３．中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６２１９００）摘要：利用电炮加载聚酯薄膜飞片分别对二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料（２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ）和ＬＹ１２硬铝材料在３．４～９．５ｋｍ／ｓ速度下进行碰撞实验。利用光纤位移干涉仪测定了靶材的自由面速度，并对高速撞击碎片颗粒进行了收集，采用超声波扫描系统无损检测等方法对２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料在超高速冲击载荷作用下的力学响应进行了检测。结果表明，随着冲击能量的增大，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料板自由面速度逐渐升高，损伤局部且面积逐渐增大，碎片云团作用区域逐渐变大。与铝板相比，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料碎片云团整体能量较小、作用区域较大、能量面密度较低，是飞行器防护结构设计中一种比较理想的防护材料。关键词：爆炸力学；超高速碰撞；电炮；二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料；碎片云中图分类号：Ｏ３８３国标学科代码：１３０３５文献标志码：Ａ绕地轨道上运行的众多航天器在通讯中继、定位导航、科学研究、国家安全等领域扮演着极其重要的角色，然而，这些航天器在发射和运行过程中，由于各种原因所产生的大量空间碎片正在严重威胁着人类航天活动的安全。空间碎片以超高速运动撞击到航天器，会在航天器表面留下凹坑和伤痕，甚至会造成灾难性的后果。目前，对于直径１０ｃｍ以上的空间碎片，航天器可采取主动规避方式予以防护；但是，对于众多的厘米级大小及更小的空间碎片，航天器已无法避免与其碰撞，只能通过加强自身防护能［１］力的被动防护方式来应对，这就对航天器防护系统的研究提出了很高的要求。航天器防护系统的基础就是防护材料，面对复杂的空间环境，研究具有高比强度的结构材料，开展材料在航天器服役环境下的力学特性与使役行为研究变得更加重要。碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料（Ｃ／ＳｉＣ）克服了传统陶瓷材料脆性大和可靠性差的弱点，具有高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化和低密度等许多优点，在飞行器耐超高温部件设计、航空与航天发动机和热防护系统等领域具有广阔的应［２］用前景，但是针对其抗冲击能力的研究尚未见报道。根据碳纤维编织形式的不同，Ｃ／ＳｉＣ复合材料主要分为二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料（２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ）［３－６］和三维编织Ｃ－ＳｉＣ复合材料（３Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ）。近年来，对３Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ的力学性能以及超高速冲击下的力［７］学特性和破坏机理有一些研究。但是，对２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ的研究并不多见，已有的结果仅限于对其宏观拉［８］［９］［１０］压性能、剪切性能和疲劳性能的研究。本文中，拟对２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料的抗冲击能力进行实验，并在同等条件下与ＬＹ１２硬铝薄板实验进行对比分析。１实验利用金属箔电爆炸驱动聚酯薄膜飞片产生短脉冲冲击波的加载技术（电炮），结合光纤位移干涉仪、＊收稿日期：２０１１－１２－０１；修回日期：２０１２－０６－０６基金项目：国家自然科学基金重点项目（９０９１６０２７）；爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金项目（ＫＦＪＪ１２－１４Ｍ）作者简介：杨扬（１９８６—），男，博士研究生。 第２期杨扬等：二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的超高速碰撞实验１５７高压探头等光电子学测试手段，对２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料在超高速飞片碰撞作用下的力学响应问题进行了实验研究，获得了超高速飞片碰撞下ＬＹ１２硬铝和２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料自由面速度历程，并对实验样品和碎片云进行了采集。１．１实验设备１．１．１加载装置２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料超高速冲击实验在高性能电炮装置上进行，该电炮装置主要由储能电容器、平板传输线、能量转换开关、爆炸桥箔负载等部件组成。电路原理如图１（ａ）所示，主要性能参数为：电容器电容３１．８μＦ，回路电阻１１ｍΩ，短路回路电感４９ｎＨ，放电周期７．９μｓ；核心部件爆炸桥箔板的结构如图１（ｂ）所示，大小为１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍ×０．０５ｍｍ；有机玻璃加速腔尺寸为１０ｍｍ×４ｍｍ。图１电炮示意图Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｇｕｎ电炮的基本工作原理是：开关接通后，储存在电容器里的能量开始释放，回路产生较大的电流。当大电流经过加载区时，搭接在桥箔板的金属箔由于横截面积最小，导致线电流密度急剧增大，使桥箔板的金属箔快速发生固体→液体→气体相变，进而被两端的高压击穿形成等离子体，等离子体膨胀推动置于金属箔上的聚酯薄膜经有机玻璃加速腔边界切割形成飞片，飞片在加速腔中加速一定距离后达到最［１１］大速度，最终撞击靶板。１．１．２测速装置实验中靶板材料的自由面速度利用全光纤位移干涉仪系统（Ｄｏｐｐｌｅｒｐｉｎｓｓｙｓｔｅｍ，ＤＰＳ）测量，其基本原理是利用光学多普勒效应实现对速度的测量。发射器发出２束单一频率ｆ０的激光，一束直接到达接收器，另一束通过光学探头垂直照射到待测物体表面，经物体反射后传回接收器。此时，当物体相对［１２］探头运动时，反射光频率会发生改变，根据接收器收到的频率变化可以计算出物体的运动速度，其基本原理如图２所示。在实验中，由于２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ表面反光效果较差，无法满足光纤位移干涉仪的测量条件，因此需要在靶板（包括铝板）背部自由面粘贴厚度８μｍ的铝膜，通过测量实验过程中铝膜自由面速度可以推出靶材的自由面速度。图２ＤＰＳ原理图Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＤＰＳ １５８爆炸与冲击第３３卷１．２实验材料由于加载装置的要求，实验中的弹丸选用１０ｍｍ×０．１ｍｍ的聚酯薄膜（ｍｙｌａｒ）飞片，质量约０．０１ｇ，密度１．３８～１．４ｇ／ｃｍ３，拉伸强度可达２００ＭＰａ，弹性模量在４ＧＰａ以上，飞片的表面平整度小于２５ｎｓ。实验采用２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料，厚３ｍｍ，密度２．０～２．１ｇ／ｃｍ３，制备完成后切割成１１５ｍｍ×１１５ｍｍ的正方形薄板作为实验靶板，铝板选用普通的硬铝ＬＹ１２材料。选用厚５ｍｍ的聚甲基丙烯酰亚胺（ＰＭＩ）泡沫板作为采集板，主要用于在靶材后方的固定距离处接受碎片云团的轰击。ＰＭＩ泡沫塑料是一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料，具有良好的力学性能、热变形温度和化学稳定性，可使得冲击产生的碎片较易嵌入其中，便于后续测量和数据分析。１．３实验计划Ｍｙｌａｒ飞片超高速撞击２Ｄ－表１超高速碰撞实验参数Ｃ／ＳｉＣ靶板和ＬＹ１２硬铝靶板实Ｔａｂｌｅ１Ｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ验分为２大类：（１）收集类，飞片实验编号靶板材料ｖ／（ｋｍ·ｓ－１）Ｅ／Ｊｐｐ超高速撞击靶板，形成碎片云团Ｓ－１Ａｌ５．２１４８．７轰击ＰＭＩ采集板；（２）测速类，利Ｓ－２Ａｌ９．５４９６．２用ＤＰＳ系统测量飞片撞击靶板Ｓ－３２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ５．０１３７．４Ｃ－１Ａｌ５．０１３７．４时自由面碎片的脱靶速度。ＰＭＩＣ－２２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ５．０１３７．４采集板距靶材背面７０ｍｍ，飞片Ｃ－３２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ９．３４７５．５冲击速度３．４～９．５ｋｍ／ｓ。受实Ｓ－４２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ９．３４７５．５验条件限制，收集实验和测速实Ｓ－５２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ３．４６３．６验不能同时进行。具体实验参数Ｃ－４Ａｌ３．４６３．６如表１所示，表中ｖｐ为弹丸速Ｃ－５２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ３．４６３．６度，Ｅｐ为弹丸能量。注：实验编号为Ｓ的均为收集类实验；编号为Ｃ的为测速类实验。２实验结果与分析实验阶段，利用电炮加载装置共完成１０发超高速撞击实验，其中２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料６发，铝板４发。在后续分析阶段，主要完成３项工作：（１）测定靶板在超高速ｍｙｌａｒ飞片冲击时，背部自由面碎片的脱靶速度；（２）在靶板后方固定距离处设置采集板，接受碎片云团轰击，收集碎片颗粒；（３）观测２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ靶板在超高速冲击下的损伤情况和穿孔形貌。下面依次对上述３点内容进行分析说明。２．１自由面速度共完成５发测速实验，其中２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板３发，铝板２发。ＤＰＳ可以获得靶板背部所粘贴铝膜自由面的速度历程，图３中给出了冲击速度５ｋｍ／ｓ时２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板和Ａｌ板自由面速度历程曲线，图中Ｕ表图３靶板自由面速度历程Ｆｉｇ．３Ｖｅｌｏｃｉｔｙｈｉｓｔｏｒｉｅｓｏｆｔｈｅｆｒｅｅｓｕｒｆａｃｅ 第２期杨扬等：二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的超高速碰撞实验１５９示电炮加载时的充电电压。从图中可以看出，当靶材受到ｍｙｌａｒ飞片撞击后，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板被穿透，初始应力波传播到靶板背面时即引起铝膜损坏，无法测得反向拉伸波；而对于Ａｌ板，则存在明显的应力波反射现象，进而在Ａｌ板背面产生层裂片飞出。因此，根据应力波传播原理和动量定理，在利用上述铝膜自由面的速度历程曲线计算靶材背部碎片脱靶速度时，应该将Ａｌ板的实测速度取２倍处理。图４中给出了２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ靶材和硬铝ＬＹ１２自由面速度的比较曲线，从图中可以看出：（１）随着冲击能量的增大，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ靶板自由面碎片速度逐渐升高，但增大趋势逐渐减小；（２）在同样能量的冲击下，Ａｌ板碎片速度大于２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板自由面速度，这说明相与Ａｌ相比，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板背部碎片云团整体能图４靶板自由面速度变化曲线量较低。Ｆｉｇ．４Ｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆｒｅｅｓｕｒｆａｃｅ２．２碎片云分析当超高速飞片撞击薄靶板时，由于靶内压缩波和拉伸波的共同作用，靶板会出现层裂，形成固体颗粒。当碰撞速度足够高时，这些碎裂的固体颗粒大部分会以一定的形态向前抛出，轰击靶板正后方７０ｍｍ处放置的ＰＭＩ泡沫板，根据泡沫板上颗粒和成坑的分布可以测量碎片云分布区域。由于实验中采用的ｍｙｌａｒ膜弹片很薄，并且ｍｙｌａｒ膜强度、熔点都很低，在撞击的高压作用下易发生相变，极难形成碎片而进入碎片云中。因此，不妨假设碎片云中仅含有靶材碎片，而没有弹丸碎片。碎片云ＰＭＩ采集板如图５所示。图５碎片颗粒采集板Ｆｉｇ．５Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｐｌａｔｅｓｏｆｔｈｅｆｒａｇｍｅｎｔｓ通过观察ＰＭＩ采集板上的颗粒分布情况可以大致推测碎片云团的组分构成。在碎片云团中心，靶材粉末化效应比较严重；随着碎片云分散角的逐渐增大，靶材粉末化效应逐渐减轻，碎片颗粒直径逐渐增大，颗粒分布从中心向外渐变。若假设２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ薄板碎片云团呈圆锥状分布，可以通过测量ＰＭＩ板上碎片颗粒的分布区域直径Ｄ确定碎片云团在后板上的作用区域，测量结果如表２所示；依据表中数据，为了便于观察变化规律，给出碎片云团在后板作用区域直径随冲击速度的变化曲线，如图６所示。由图６可以看出：随着冲击速度的增大，碎片作用区域直径逐渐增大，但变大的速度逐渐减小；与Ａｌ板相比，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板碎片作用区域较大，这说明对于相同能量的冲击，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板的碎片云团能量 １６０爆炸与冲击第３３卷更为分散。另一方面，由２．１节的分析已经知道，在相同能量的冲击下，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板较Ａｌ板而言，碎片云团能量较低。因此综合而言，对于相同能量的冲击，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板产生的碎片云团作用于被防护的飞行器主壳体单位面积上的能量要远小于Ａｌ板的碎片云团，对飞行器主壳体的威胁大大减小。表２碎片云作用域直径Ｔａｂｌｅ２Ｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｄｅｂｒｉｓｃｌｏｕｄｓｃｏｐｅ靶板材料ｖ／（ｋｍ·ｓ－１）Ｄ／ｍｍｐＡｌ５．２８０Ａｌ９．５１０５２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ３．４５０２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ５．０１１０２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ９．３１２０图６碎片分布域直径Ｆｉｇ．６Ｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｆｒａｇｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅａ２．３损伤情况分析为了更加准确地获取实际损伤范围，对实验靶材进行了超声波无损检测。采用水浸式ＵＬＴＲＡ－ＰＡＣ自动超声扫描检测系统进行检测，根据经验，对于孔隙率较高的２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ使用频率为５ＭＨｚ的探头。对不同冲击速度下每个靶板的正面与背面分别进行了扫描，图７中给出了５．０ｋｍ／ｓ冲击速度下靶板的冲击图片和Ｃ扫描损伤检测结果。从图７可以看出：靶板上有明显的辐射状痕迹，这是ｍｙｌａｒ膜飞片在高速撞击靶板时发生了瞬间相变，产生的高压气体快速流动所致；超高速冲击载荷的作用使得２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料出现了明显的碎片剥落，穿孔周围编织状碳纤维暴露出来。图７图例中的不同颜色表示探头接收到的回波能量占原始探头所发射入射波能量的百分比，即试样的损伤程度。图上中心白色区域表示探头没有收到回波信号，这是超高速冲击造成靶材中心穿孔和穿孔周边的材料剥落造成的；在白色区域周围，存在一个损伤程度逐渐减轻的宽度较小的过渡带，分层图７损伤形貌及无损检测结果Ｆｉｇ．７Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄａｍａｇｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ 第２期杨扬等：二维平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的超高速碰撞实验１６１是这一过渡带区域内主要的损伤形式；远离冲击点出现的损伤，除了超声检测过程中噪声的影响，靶材内部的大量孔隙以及纤维编织造成的表面粗糙度较大是造成这一现象的主要原因。与文献［１３］的低速落锤冲击研究结果类似，在超高速冲击载荷作用下，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ板的损伤一般只会发生在以载荷作用点为中心的局部范围内。３结论利用电炮加载ｍｙｌａｒ膜飞片完成了２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ复合材料的超高速冲击实验。实验结果分析表明：一方面，在超高速冲击载荷作用下，随着冲击能量的增大，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料自由面速度逐渐升高，损伤局部，损伤面积逐渐增大，碎片云团作用区域逐渐变大；另一方面，与铝板相比，２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ材料碎片云团整体能量较小，作用区域较大，能量面密度较低，大大减小对防护对象的破坏，是航天器防护结构设计中一种比较理想的防护材料。参考文献：［１］ＢｅｒｎｈａｒｄＲＰ，ＣｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎＥＬ，ＫｅｓｓｌｅｒＤＥ．Ｏｒｂｉｔａｌｄｅｂｒｉｓａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｏｎｅｘｐｏｓｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｍｐａｃｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９７，２０（１／２／３／４／５）：１１１－１２０．［２］张立同，成来飞，徐永东．新型碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展［Ｊ］．航空制造技术，２００３（１）：２４－３２．ＺｈａｎｇＬｉ－ｔｏｎｇ，ＣｈｅｎｇＬａｉ－ｆｅｉ，ＸｕＹｏｎｇ－ｄｏｎｇ．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｏｆｎｅｗＣＭＣ－ＳｉＣ［Ｊ］．ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｎｕ－ｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３（１）：２４－３２．［３］ＸｕＹＤ，ＺｈａｎｇＬＴ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ３ＤｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，３００（１／２）：１９６－２０２．［４］王波，矫桂琼，潘文革，等．三维编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的拉压实验研究［Ｊ］．复合材料学报，２００４，２１（３）：１１０－１１４．ＷａｎｇＢｏ，ＪｉａｏＧｕｉ－ｑｉｏｎｇ，ＰａｎＷｅｎ－ｇｅ，ｅｔａｌ．Ｔｅｎｓｉｌｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ－ａｌｌｙｂｒａｉｄｅｄＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＭａｔｅｒｉｅａＣｏｍｐｏｓｉｔｅａＳｉｎｉｃａ，２００４，２１（３）：１１０－１１４．［５］王波，矫桂琼．三维编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料剪切和弯曲性能的实验研究［Ｊ］．机械强度，２００７，２９（１）：４４－４７．ＷａｎｇＢｏ，ＪｉａｏＧｕｉ－ｑｉｏｎｇ．ＳｈｅａｒａｎｄｂｅｎｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙｂｒａｉｄｅｄＣ／ＳｉＣｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｔｒｅｎｇｔｈ，２００７，２９（１）：４４－４７．［６］ＭｏｒｒｉｓＷＬ，ＣｏｘＢＮ，ＭａｒｓｈａｌｌＤＢ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｉｇｕｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｇｒａｐｈｉｔｅ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｔｒｏｏｍａｎｄｈｉｇｈｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ，１９９４，７７（３）：７９２－８００．［７］李金柱，黄风雷，张庆明．超高速弹丸撞击三维编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料双层板结构的实验研究［Ｊ］．高压物理学报，２００４，１８（２）：１６３－１６８．ＬｉＪｉｎ－ｚｈｕ，ＨｕａｎｇＦｅｎｇ－ｌｅｉ，ＺｈａｎｇＱｉｎｇ－ｍｉｎｇ．Ａｓｔｕｄｙｏｆｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔｏｎ３Ｄ－Ｃ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｄｕａｌ－ｐｌａｔｅａｒｍｏｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＰｈｙｓｉｃｓ，２００４，１８（２）：１６３－１６８．［８］ＣａｍｕｓＧ，ＧｕｉｌｌａｕｍａｔＬ，ＢａｓｔｅＳ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄａｍａｇｅｉｎａ２ＤｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｎｄｅｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｏａｄ－ｉｎｇ：Ｉ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９６，５６（１２）：１３６３－１３７２．［９］管国阳，矫桂琼，张增光．平纹编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的剪切性能［Ｊ］．机械科学与技术，２００５，２４（５）：５１５－５１７．ＧｕａｎＧｕｏ－ｙａｎｇ，ＪｉａｏＧｕｉ－ｑｉｏｎｇ，ＺｈａｎｇＺｅｎｇ－ｇｕａｎｇ．Ｉｎ－ｐｌａｎｅｓｈｅａｒｆｒａｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［Ｊ］．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２４（５）：５１５－５１７．［１０］孙龙生，姚磊江，吕国志，等．二维平纹编织ＣＶＩ工艺Ｃ／ＳｉＣ复合材料的疲劳行为［Ｊ］．西北工业大学学报，２００７，２５（４）：４７８－４８１．ＳｕｎＬｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＹａｏＬｅｉ－ｊｉａｎｇ，ＬüＧｕｏ－ｚｈｉ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｉｇｕｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎｃａｒｂｏｎ／ｓｉｌｉｃｏｎｃａｒｂｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｕｓｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ（ＣＶＩ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉ－ｔｙ，２００７，２５（４）：４７８－４８１．［１１］王桂吉，赵剑衡，唐小松，等．平面一维应变电炮加载技术研究［Ｊ］．高压物理学报，２００５，１９（３）：２６９－２７４．ＷａｎｇＧｕｉ－ｊｉ，ＺｈａｏＪｉａｎ－ｈｅｎｇ，ＴａｎｇＸｉａｏ－ｓｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｇｕｎｌｏａｄｉｎｇｆｏｒｏｎｅｄｉｍｅｎ－ｓｉｏｎａｌｌｙｐｌａｎａｒｓｔｒａｉｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＰｈｙｓｉｃｓ，２００５，１９（３）：２６９－２７４．［１２］胡昌明，王翔，刘仓理，等．阵列ＤＰＳ测量技术在材料动态力学性能研究中的应用［Ｊ］．爆炸与冲击，２０１０，３０（１）： １６２爆炸与冲击第３３卷１０５－１０８．ＨｕＣｈａｎｇ－ｍｉｎｇ，ＷａｎｇＸｉａｎｇ，ＬｉｕＣａｎｇ－ｌｉ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＤＰＳａｒｒａｙｓｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓｓｔｕｄｙｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＥｘｐｌｏｓｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋＷａｖｅｓ，２０１０，３０（１）：１０５－１０８．［１３］姚磊江，李自山，程起有，等．２Ｄ－Ｃ／ＳｉＣ复合材料低速冲击损伤研究［Ｊ］．无机材料学报，２０１０，２５（３）：３１１－３１４．ＹａｏＬｅｉ－ｊｉａｎｇ，ＬｉＺｉ－ｓｈａｎ，ＣｈｅｎｇＱｉ－ｙｏｕ，ｅｔａｌ．Ｄａｍａｇｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ２ＤＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｕｎｄｅｒｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍ－ｐａｃｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，２５（３）：３１１－３１４．Ｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ＊ｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ１，２，ＸｕＦｅｉ１，ＺｈａｎｇＹｕｅ－ｑｉｎｇ１，ＭｏＪｉａｎ－ｊｕｎ３，ＴａｏＹａｎ－ｈｕｉ３ＹａｎｇＹａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｘｐｌｏｓｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｌｕｉｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（２Ｄ）ｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅｓａｎｄｄｕｒａｌｕｍｉｎ（ＬＹ１２）ｐｌａｔｅｓｗｅｒｅｉｍｐａｃｔｅｄｂｙｍｙｌａｒ－ｆｉｌｍｆｌｙｅｒｐｌａｔｅｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｌｏａｄｅｄｂｙａｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｇｕｎｔｏ３．４－９．５ｍ／ｓ，ｒｅ－ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｆｒｅｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈａｌａｓｅｒＤｏｐｐｌｅｒｖｅｌｏｃｉｍｅｔｅｒａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔ－ｉｎｄｕｃｅｄｄｅｂｒｉｓｃｌｏｕｄｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｗｉｔｈｐｒｅｐａｒｅｄｆｏａｍｐｌａｔｅｓ．Ａｎｄｔｈｅｄａｍａｇｅａｒｅａｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｅｓｗｅｒｅｉｎｓｐｅｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓｃａｎｎｉｎｇｓｙｓ－ｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｏｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅ２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｕｎｄｅｒｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅａｂｏｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｉｍｐａｃｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｆｒｅｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅ２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅ，ｔｈｅｌｏｃａｌｄａｍａｇｅａｒｅａｓｉｎｃｒｅａｓｅ，ａｎｄｔｈｅｄｅｂｒｉｓｃｌｏｕｄｓ－ａｆｆｅｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｓｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｆｏａｍｐｌａｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅ．ＡｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＬＹ１２ｐｌａｔｅｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｓａｍｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｄｅｂｒｉｓｃｌｏｕｄｓｆｒｏｍｔｈｅ２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｅｓａｒｅｌｏｗｅｒ，ｔｈｅｉｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｒｅｇｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｏａｍｐｌａｔｅｓａｒｅｌａｒｇｅｒ，ａｎｄｔｈｅａｒｅｉｃｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｉｅｓａｒｅｌｏｗ－ｅｒ．Ｓｏｔｈｅ２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｎｍａｒｋｅｄｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｄａｍａｇｅｗｈｉｃｈｗｉｌｌｂｅｓｕｆｆｅｒｅｄｂｙｐｒｏｔｅｃｔｅｄｏｂｊｅｃｔｓａｎｄｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｉｄｅａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｓｐａｃｅｄｅｂｒｉｓｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｈｉｅｌｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃｓｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｇｕｎ；２Ｄｐｌａｉｎ－ｗｏｖｅｎＣ／ＳｉＣｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｓ；ｄｅｂｒｉｓｃｌｏｕｄ＊Ｒｅｃｅｉｖｅｄ１Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１１；Ｒｅｖｉｓｅｄ６Ｊｕｎｅ２０１２ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（９０９１６０２７）Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＸｕＦｅｉ，ｘｕｆｅｉ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ（责任编辑曾月蓉）