聚脲覆层对纤维金属互穿式复合板抗冲击性能的影响研究

作     者：李波 马钢 卓国威 张凯 马龙 

作者机构：太原理工大学土木工程学院 煤炭科学研究总院有限公司应急科学研究院 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学面上项目(52178239) 国家自然科学青年科学基金项目(52205016) 

主　　题：聚脲覆层 互穿相 失效模式 抗冲击性能 吸能特性 

摘      要：冲击荷载下纤维金属复合结构层间易发生分层导致整体性降低，为了提高其结构整体性，将纤维穿编至冲孔金属基，与环氧树脂固化后喷覆聚脲高分子弹性层，制备了一种聚脲覆层纤维金属互穿式复合板(Fiber-Metal Interpenetrating Composite Panel coated with Polyurea， P-FMICP)。通过冲击试验研究了聚脲覆层对P-FMICP试件抗冲击性能的影响，研究结果表明：聚脲覆层能够提高FMICP的基体韧性，大幅延长冲击响应时间并吸收能量，使内部纤维更好地发挥拉伸性能，聚脲覆层的失效模式为剪切破坏和撕裂破坏；2mm厚的聚脲覆层将FMICP的临界穿透速度提高了94.92%，可吸收能量提高了高约116J；随着聚脲覆层的加厚，试件总吸收能量增多，比吸收能量出现下降趋势，聚脲覆层厚度为3mm的P-FMICP的比吸收能量为1.8J/g，小于聚脲覆层厚度为1mm和2mm的P-FMICP(1.9 J/g～2.1J/g)。P-FMICP具有轻质、高比强度的优势，对P-FMICP的研究可为相似结构设计、抗冲击性能优化及其工程应用提供技术参考。