聚脲-金属-纤维复合壳体在内部爆炸载荷作用下的动态力学行为

It has been reported by the literature that polyurea could improve the blast protection ability of steel plates, concrete walls and composite plates. By introducing polyurea into metal-fiber composite containment vessels, we will investigate the dynamic behaviour of polyurea-metal-fiber composite shells subjected to internal blast loading, based on the previous study on metal-fiber composite shells..We will study the dynamic response and failure modes of polyurea-metal-fiber composite shells subjected to internal blast loading. We will analyze the effect of the ratio of hard domains to soft domains on the dynamic mechanical behavior and protection mechanism of polyurea. The influence of polyurea location, material property and structural dimensions on the blast protection ability will be obtained. We will specially explore the behaviour, mechanism and influencing factors of dynamic buckling and counter-intuitive response. We will propose the control method of buckling and counter-intuitive response and design method to improve the blast protection ability of polyurea composite shells..The current study will bring new contributions to the understanding of dynamic behaviour and mechanism of polyurea-metal-fiber composite shells, which will increase the relevant foundation research level and the anslysis and design ability. The research results could guide the design of key blast protection equipments and improve the blast protection ability, which will be important and valuable for the application of storage, transportation and emergency disposition of explosives in national defense and public security.

据文献报道，聚脲材料可以提升钢板、混凝土墙体和复合材料板的抗爆性能。申请人拟在金属-纤维复合材料爆炸容器中引入聚脲材料，在金属-纤维复合材料壳体的前期研究基础上，开展聚脲-金属-纤维复合壳体在内部爆炸载荷作用下的动态力学行为研究。.将研究聚脲-金属-纤维复合壳体在内部爆炸载荷作用下的动力响应和失效模式，分析软硬段配比对材料动态力学行为的影响和聚脲防护机理，获得聚脲层位置、材料性能、结构尺寸等关键因素对抗爆性能的影响规律。重点探索聚脲复合壳体的动力屈曲和反直观行为、机理与影响因素，提出有效调控动力屈曲、反直观和提升聚脲复合壳体抗爆性能的方法。.本项目将对聚脲-金属-纤维复合壳体的动态力学行为和机理带来新的认识，有助于提高我国爆炸容器的基础研究水平和分析设计能力。研究成果能指导关键装备研发和抗爆性能提升，在国防和公共安全领域中的爆炸品储运和应急处置具有重要应用价值。

聚脲材料可以提升钢板、混凝土墙体和复合材料板的抗爆性能。在金属-纤维复合材料爆炸容器中引入聚脲材料，在金属-纤维复合材料壳体的前期研究基础上，开展了聚脲-金属-纤维复合壳体在内部爆炸载荷作用下的动态力学行为研究。.系统研究了聚脲-金属-纤维复合壳体在内部爆炸载荷作用下的动力响应和失效模式。通过对六组带金属内壳的混杂纤维复合壳体设计不同位置和厚度的聚脲层，采用两种不同药量的爆炸加载，获得了聚脲位置和厚度的影响规律。在研究过程中，确保防护壳体面密度一致是研究中的重要关键点。还研究了聚脲材料设计对力学性能和防护的影响。获得了聚脲层位置、材料性能、结构尺寸等关键因素对抗爆性能的影响规律。重点探索了聚脲复合壳体的动力屈曲和反直观行为、机理与影响因素，提出了有效调控动力屈曲、反直观和提升聚脲复合壳体抗爆性能的方法。研究表明，采用聚脲涂层的有效设计可以有效提升复合材料壳体的抗爆性能。.本项目获得了聚脲在复合壳体中的抗爆效应与防护机理，发现采用优化设计的聚脲复合壳体可提升抗爆容器的防护性能。本项目对聚脲-金属-纤维复合壳体的动态力学行为和机理带来了新的认识，有助于提高我国爆炸容器的基础研究水平和分析设计能力。研究成果能指导关键抗爆装备研发和抗爆性能提升，在国防和公共安全领域中的爆炸品储运和应急处置具有重要的应用价值。