碳纤维/玄武岩纤维混合层合板的弹道性能和冲击后压缩行为

张龙飞; 林高建; 袁野; 周志鹏

doi:10.11858/gywlxb.20251073

碳纤维/玄武岩纤维混合层合板的弹道性能和冲击后压缩行为

doi: 10.11858/gywlxb.20251073

张龙飞^1,,
林高建^2, ,,
袁野^1,3,,
周志鹏^4,

1.
爆炸科学与安全防护国家重点实验室，北京理工大学，北京 100081, 中国
2.
中广核新能源控股有限公司，北京100081, 中国
3.
北京理工大学重庆创新中心，重庆 401120, 中国
4.
山西警察学院，山西太原 030401, 中国

计量
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出版历程
- 网络出版日期: 2025-05-12

Ballistic and Compression after Impact Behaviors of Carbon/Basalt Fiber Hybrid Laminate

ZHANG Longfei^1
,,
LIN Gaojian^{2
, ,},
YUAN Ye^{1,3
,},
ZHOU Zhipeng^4
,

摘要

摘要: 探讨了不同碳纤维/玄武岩纤维（CF/BF）配比的混杂层合板在弹道冲击及冲击后压缩（CAI）性能方面的表现，结果表明，玄武岩纤维显著提升了混杂层合板的能量吸收能力。采用C扫描、电子显微镜以及扫描电镜对损伤机制进行了分析，揭示了其性能提升的内在机理。尽管混杂层合板的初始压缩强度随BF含量的增加而单调下降，但在CAI测试中，受损层合板的残余压缩强度呈现局部波动趋势，主要是由于能量吸收能力的增强与初始压缩强度下降之间的竞争作用。研究结果为轻量化、高抗冲击复合材料结构设计提供了指导。
- 高速冲击 /
- 失效机制 /
- 冲击后压缩 /
- 复合材料
Abstract: This study examines the ballistic and compression-after-impact (CAI) performance of carbon fiber/basalt fiber (CF/BF) hybrid laminates with different CF/BF ratios. The results show that the basalt fiber significantly enhances the energy absorption capacity of the hybrid laminates. C-scanning and electron microscopy were used to investigate the damage mechanisms, providing insights into the improved performance. Although the compression strength of the original hybrid laminates monotonically decreases with the increasing BF content ratio, the residual compression strength measured from CAI tests for the damaged laminates shows a locally wavy trend due to the competition between the increased energy absorption capacity and decreased original compression strength. This study offers guidance for designing lightweight, impact-resistant composite structures.
- high-speed impact /
- failure mechanisms /
- post-impact compression /
- laminated