[發明專利]一種工程攔阻材料的中低應變率動態力學性能實驗方法

在審

• 申請號: 201711245666.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109855961A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 白春玉;劉小川;惠旭龍;舒挽;葛宇靜
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明提出了一種工程攔阻材料的中低應變率動態力學性能實驗方法，基于該方法可獲得EMAS在中低應變率加載下的力學特性，實驗過程和實際工程應用中EMAS在機輪滾壓下的失效模式類似，且可得到EMAS材料在彈性段、平臺段以及壓實段三個階段完整的數據，因此，基于本發明獲得的材料參數能更精確的表征EMAS材料的動態力學性能。

技術領域

本發明屬于材料的動態力學性能測試與表征技術領域，涉及一種工程攔阻 材料的中低應變率動態力學性能實驗方法。

背景技術

工程材料攔阻系統(Engineered Material Arresting System，簡稱EMAS)可 提供一種有效并切實可行的跑道安全區改進方法，在機場跑道末端的安全區域 內鋪設EMAS，可降低飛機沖出跑道后的風險，最大限度的保護乘員和飛機的 安全。EMAS攔阻飛機的原理就是飛機沖出跑道后通過飛機起落架機輪滾壓 EMAS材料吸收飛機的動能，使飛機在安全的前提下逐漸減速并最終停止在預 定的距離處。在機輪和EMAS材料作用過程中，EMAS材料受到滾壓失效的過 程是動態破壞，其失效過程EMAS材料的應變率范圍一般小于1000/s，屬于典 型的中低應變率范圍，其動態力學性能數據是進行EMAS設計必須的數據輸入。

在動態載荷作用下，材料一般表現出一定應變率相關性，即隨著加載應變 率的提高，材料的力學性能將表現出明顯不同于準靜態加載的情形，由于在不 同的應變率范圍內，決定材料失效的物理機制也是不同的，需采用不同的實驗 測試方法。對于EMAS系統在飛機起落架機輪的動態滾壓失效而言，EMAS材 料不僅要被機輪壓縮至失效，還要進一步被壓縮成粉末，且直至粉末被壓實， 因此，傳統的動態壓縮實驗不能表征EMAS材料實際失效的物理過程。

發明內容

發明目的：

本發明提供了一種工程攔阻材料的中低應變率動態力學性能實驗方法，用 于研究不同加載應變率對EMAS材料力學特性的影響規律，相較傳統的動態壓 縮實驗相比，本發明提出的方法能更精確的表征EMAS材料實際的失效過程和 獲取相應的材料參數。

技術方案：一種工程攔阻材料的中低應變率動態力學性能實驗方法，其特 征在于，包括以下步驟：

步驟1：啟動材料實驗機，對實驗機進行預熱和系統調試，確保實驗機正 常工作；

步驟2：根據測試需求，將專用的壓頭安裝在實驗機的作動桿上；

步驟3：調整實驗機橫梁高度，使壓頭和材料之間具有足夠實現作動桿加 載到目標速度的初始行程；

步驟4：將EMAS單元體材料安裝在壓板上，并用圍板對其四周進行圍擋；

步驟5：設置實驗測試參數及采集參數；

步驟6：啟動實驗機作動桿，在壓頭和EMAS材料接觸前觸發測試系統；

步驟7：壓頭加速到目標速度并壓入EMAS單元體；

步驟8：對采集的載荷數據和壓頭行程數據存盤；

步驟9：分析實驗數據，檢查EMAS材料是否有裂紋產生；

步驟9：單次實驗結束，清除EMAS單元體材料；

步驟10：回到步驟4，進行新的工況實驗。

所述的壓頭在EMAS材料中的作用行程不低于材料原始高度的80％。

所述的壓頭在EMAS單元體的作用過程速度恒定。

有益效果