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玄武岩纤维是一种高性能无机纤维,随着生产工艺的改进与发展,其生产成本不断降低,玄武岩纤维的应用范围得到了进一步拓展,最近几年玄武岩纤维在民用、国防等领域的应用越来越广泛。本文首先对玄武岩纤维的国内外研究现状进行了简要回顾,分别介绍了玄武岩纤维混凝土、混杂纤维混凝土在动载、静载及抗侵彻方面的研究现状,介绍了玄武岩纤维层合板及其他纤维层合板的抗侵彻性能最新研究进展。国内外对玄武岩纤维混凝土抗侵彻性能及其层合板的冲击动力学性能研究的较少,开展玄武岩纤维相关方面的研究具有重要的现实意义。弹体侵彻靶板是一个复杂的物理力学过程。侵彻能力主要与弹体的参数、靶板的参数有关。对弹体而言,弹体的主要参数为弹体的速度、形状、质量及入射姿态;对靶板而言主要参数为靶板的强度、面积等。在侵彻过程中,侵彻阻力主要由静压和动压两部分组成,侵彻速度越高,动压作用越大。由于混凝土的抗侵彻能力主要与混凝土的强度有关,本文对玄武岩纤维及混杂纤维混凝土进行了抗压试验研究。玄武岩纤维对增强混凝土效果并不明显,但对砂浆的强度增强相对比较明显;混杂纤维对混凝土及砂浆强度的增强好于单独纤维作用的效果。加载速度越快,玄武岩纤维对混凝土和砂浆的强度提高得越明显。玄武岩纤维直径小,纤维间距较小,纤维数量大,对混凝土具有明显早期的阻裂效应和增韧作用,但对混凝土的后期强度影响不明显。为了发挥刚性纤维与柔性纤维的各自力学优点,分别制作了钢纤维、玄武岩纤维及二者混杂纤维混凝土靶板,对比这三种靶板的抗侵彻能力。研究表明钢纤维混凝土的掺量是影响混凝土抗侵彻能力的主要因素,玄武岩纤维作为柔性纤维对混凝土的抗侵彻能力影响不大,但玄武岩纤维可以有效的提高混凝土的早期强度及冲击韧性,减少次生破片的产生。作为一种性价比较高的高性能纤维,玄武岩纤维是具有广阔的应用前景。玄武岩纤维具有较高的抗拉强度,因此近年来被广泛用来制作防弹板。本文对玄武岩纤维层合板抗侵彻能进行了试验研究,研究表明影响玄武岩层合板的抗侵彻能力的主要因素为基体含量和面密度。面密度是决定层合板弹道极限的主要因素。与其他纤维层合板具有相似的破坏模式,玄武岩纤维层合板前面主要为剪切破坏,背面为拉伸分层破坏。通过本文的初步研究,本文认为玄武岩纤维作为一种高性能无机纤维,在民用、国防领域具有广阔的应用前景。
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Degree: 工学硕士
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Year: 2012
Language: Chinese
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