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樹(shù)脂-泡沫鋁復(fù)合材料制備及性能研究（二十八）

如圖3-12所示為PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料在50J落錘沖擊能量下的載荷-時(shí)間曲線，從圖中可以看出，PU-PUR/Al Foam復(fù)合材料在落錘沖擊荷載下的載荷-時(shí)間曲線分為三個(gè)階段。

在第一個(gè)階段，在沖擊作用下其荷載隨著時(shí)間而呈現(xiàn)直線上升，呈現(xiàn)出近似直線上升的趨勢(shì)，從斜率來(lái)看，聚脲含量較高的M4/Al Foam和M5/Al Foam復(fù)合材料的斜率要更高，載荷隨著時(shí)間上升更快，而聚脲含量較低的M1/Al Foam 、M2/Al Foam和M3/Al Foam的斜率要更低一些，載荷隨著時(shí)間上升更慢。從載荷-時(shí)間曲線圖來(lái)看，斜率和共混樹(shù)脂中聚脲的含量呈現(xiàn)正相關(guān)，也就是說(shuō)，共混樹(shù)脂中聚脲成分的增加帶來(lái)了更高的共混樹(shù)脂強(qiáng)度，使得載荷-時(shí)間曲線圖的第一階段的斜率上升更快。

在載荷-時(shí)間曲線的第二個(gè)階段，曲線波動(dòng)上升，直到上升到最大載荷。從峰值載荷來(lái)看，M1/Al Foam和M2/Al Foam的峰值載荷相差不大，其峰值載荷分別為4014N和4236N，說(shuō)明共混樹(shù)脂里聚脲含量較低時(shí)對(duì)峰值載荷的增加效果有限。而當(dāng)聚脲含量占到共混樹(shù)脂的一半的時(shí)候，其峰值載荷增加明顯，M3/Al Foam的峰值能量比M1/Al Foam的增加了41.06%，而M2/Al Foam的峰值載荷比M1/Al Foam 的增加了5.53%。當(dāng)聚脲含量超過(guò)共混樹(shù)脂含量的一半的時(shí)候，其峰值載荷增加更加明顯，M4/Al Foam和M5/Al Foam分別比M1/Al Foam增加了104.19%和115.94%。從峰值載荷來(lái)看，聚脲含量與峰值載荷成正比，而當(dāng)聚脲含量達(dá)到100%的時(shí)候，峰值載荷為最高，其值為8668N。

在載荷-時(shí)間曲線的第三個(gè)階段，沖擊荷載開(kāi)始隨時(shí)間下降，其中，M4/Al Foam和M5/Al Foam的下降速度較快，這是由于其聚脲含量較高，共混樹(shù)脂固化后的強(qiáng)度較高，沖擊荷載可以快速傳遞到整個(gè)復(fù)合材料，從而復(fù)合材料能夠較為快速地變形失效。而在較低聚脲含量的M1/Al Foam 、M2/Al Foam和M3/Al Foam中，由于其聚氨酯含量較高，共混樹(shù)脂固化后的彈性較強(qiáng)，其傳遞沖擊荷載的能力較弱，導(dǎo)致在受到?jīng)_擊荷載的影響后，復(fù)合材料的響應(yīng)較慢。

從到達(dá)沖擊峰值載荷的時(shí)間來(lái)看，不同復(fù)合材料到達(dá)沖擊峰值載荷的時(shí)間很接近， 最低時(shí)間為1.86ms, 最高時(shí)間為2.02ms。而從沖擊持續(xù)時(shí)間來(lái)看，M4/Al Foam和M5/A1 Foam 的沖擊持續(xù)時(shí)間較短，分別為7.53ms和7.37ms。M1/Al Foam和M2/Al Foam的沖擊持續(xù)時(shí)間較高，分別為13.45ms和13.11ms。M3/Al Foam則同 處于中間，為10.43ms。

綜合從載荷-時(shí)間曲線來(lái)看，M4/Al Foam和M5/Al Foam的到達(dá)峰值載荷時(shí)間更快，峰值載荷都很高，沖擊持續(xù)時(shí)間較短，說(shuō)明這兩種復(fù)合材料在受到?jīng)_擊荷載時(shí)可以更快速地響應(yīng)而具有更高的抗沖擊能力。