廣泛應(yīng)用的玻璃鋼材料在使用中經(jīng)常要承受沖擊載荷，如火車開車停車時(shí)承受的沖擊，汽車相撞時(shí)車體的受撞變形等。玻璃鋼由于其較高的強(qiáng)度和低廉的價(jià)格，而廣泛用于汽車工業(yè)中，特別是制作保險(xiǎn)杠和車身。據(jù)專家介紹，汽車的這些零部件的抗沖擊性能，是衡量其力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一。復(fù)合材料在使用過程中受到低能沖擊時(shí)，大部分情況并沒有明顯的目視損傷，但卻在層合表面會(huì)生成不可視的淺表面分層，從而形成潛在的危險(xiǎn)，內(nèi)部損傷的存在可造成復(fù)合材料，在強(qiáng)度和剛度上的很大損失。中國不飽和樹脂網(wǎng)專家表示，已經(jīng)對(duì)復(fù)合材料層合板的低能量沖擊損傷機(jī)理，及特點(diǎn)作了廣泛深入的研究。Giuseppe Sala和Dai Gil Lee等在這方面做了很多工作。國內(nèi)的一些研究人員也做了相類似的工作，取得了一些成果。對(duì)復(fù)合材料鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究也比較多，但就鋪層方式對(duì)復(fù)合材料耐沖擊性能的影響方面的研究卻不多。據(jù)專家介紹，為設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更加安全穩(wěn)定的玻璃鋼產(chǎn)品，專家對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料，采用不同的鋪層工藝，進(jìn)行了低能量沖擊性能的比較分析。


(3)耐沖擊性能測試
在實(shí)驗(yàn)中保持落錘的沖頭質(zhì)量固定不變，為5.7806kg。據(jù)專家介紹，按需要設(shè)定沖擊速度，從而獲得不同落錘高度。根據(jù)能量守恒定律，落錘瞬時(shí)最大沖擊動(dòng)能為：



式中，m為落錘的質(zhì)量；Vi為落錘沖擊的瞬時(shí)速度。材料損傷時(shí)吸收的能量為：



式中，Vf為落錘被板反彈后瞬時(shí)最大反向速度； 為落錘由于層合板受沖擊后彈性變形能釋放而獲得的動(dòng)能。
沖擊過程中，沖擊載荷計(jì)算公式為：

式中，V(t)為速度對(duì)時(shí)間的曲線。
測試儀器：美國INSTRON公司生產(chǎn)的Dynatup92型材料沖擊儀。
沖頭形狀：為子彈頭狀。
將95mm×95mm方形試件放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的支持面上，對(duì)不同鋪層的試樣進(jìn)行沖擊。共分4組，每組5個(gè)試件，試驗(yàn)數(shù)據(jù)取5個(gè)試樣的平均值。每組試件選取能使試件產(chǎn)生較大變形的入射能量的沖擊速度v。據(jù)專家介紹，由于每次人工調(diào)零的操作誤差及機(jī)器本身在沖擊過程中產(chǎn)生的摩擦誤差，使得v在設(shè)定的基礎(chǔ)上出現(xiàn)一定的偏差，范圍在0.8～0.9m/s之間，從而得出不同的沖擊載荷-時(shí)間及能量-時(shí)間的關(guān)系。