航空玻璃动态力学性能研究任务书

一、论文说明：

随着世界经济的发展，各国对航空工业领域越来越重视，在航空材料上也有了越来越高的要求，如在高应变率和高温极端环境下使用的飞机座舱盖挡板，就对材料提出了特别高的要求。飞机在低空高速飞行时可能遇到飞鸟的撞击。飞机的风挡材料在鸟撞过程中应变率可达1000/S，类似与对风挡施加一高速率的载荷，从而引起风挡材料以很高的应变速率变形。同时，飞机风挡材料还受到环境温度的影响，其在地面和空中的温差变化很大，热胀冷缩和层间约束产生的应力对风挡的可靠性也有影响。如果仅考虑常温短时静载时的力学性能，显然是不够的。飞机风挡材料为高分子有机材料，其不仅力学性能对应变率的敏感性比金属材料的要强的多，而且动态压缩和拉伸性能与静态性能相比也不一样。一方面呈现出弹塑性特性，另一方面，材料的应力-应变曲线、屈服应力、破坏应力都随着材料变形速率的变化而变化。决定风挡在不同温度下特性的主要因素实际上是风挡材料对于温度的敏感性，因此通过实验分析风挡材料的动态响应特性不仅为风挡抗鸟撞设计提供参考，而且对保证飞机及飞行员安全有着重要的意义。因此，如何实现航空玻璃在极端环境条件下的试验测试，如何建立考核和评估航空玻璃动态安全性和可靠性的方法，是目前国防急需解决的关键问题。

分离式Hopkinson压杆（SHPB）系统是一种比较成熟的、用于测试材料在高应变率条件下响应的装置（示意图如下所示）。本论文拟选择航空玻璃材料作为研究对象，以Hopkinson系统作为加载装置，系统地研究航空玻璃材料的动态力学性能。得出陶瓷材料在高过载情况下的应力应变关系，研究结果将对评价该特定航空玻璃的安全性与可靠性具有重要的意义。

分离式Hopkinson压杆装置示意图

二、论文内容及要求：

1. 主要研究内容：

(1)掌握航空有机玻璃材料的物理力学特点，了解航空有机玻璃的动态性能测量技术的发展现状；

(2)理解分离式霍普金森测量实验的基本原理及基本方程；

(3)分析不同温度条件下陶瓷材料动态实验数据；

(4)根据实验结果，得出航空有机玻璃材料的应力应变关系。

2. 主要要求：

(1) 数据要求：实验数据客观准确、重复性好；

(2) 设计说明书要求：约40页左右，遵照《南京林业大学毕业设计撰写规范》书写和排

版；要求正文语句通顺、计算正确、内容逻辑性强。