Impact loading of an aluminum/alumina composite

Résumé
La conjonction des demandes d'augmenter la résistance mécanique et de reduire le poids dans les applications modernes de la dynamique des structures requèrent une compréhension approfondie des phénomènes d'impact dans les matériaux composites. Dans le but d'isoler et d'identifier les contributions individuelles du comportment d'un matériau composite, sous ces conditions, un programme expérimental et théorique a été mis en route pour examiner le comportement dynamique d'un composé aluminum/alumine constitué d'une matrice d'aluminum 6061-T6 contenant des inclusions élastiques et sphériques d'Al₂O₃ (10 pour cent par volume, diamètre moyen ~25 microns). Des expériences d'impact parallèle sont conduites sur ces composites et un des échantillons purs d'aluminum 6061-T6. Cette comparaison procure une image qualitative directe de l'effet des inclusions d'Al₂O₃ sur la réponse dynamique du matériau composite sous compression, sous relâche, et sous écaillage. Des informations supplementaire sont données par des essais de recharge après choc sur des échantillons préalablement testés, à des vitesses de traction quasi-statiques et intermédiaires.

Abstract
The combined demands of increased strength and reduced weight in modern dynamic structural applications require improved understanding of composite materials subject to impact conditions. In order to isolate and identify individual contributions to composite material behavior under these conditions, an experimental and theoretical program was undertaken to examine dynamic behavior of an aluminum/alumina composite consisting of a 6061-T6 aluminum matrix containing elastic, spherical Al₂O₃ inclusions (10 percent by volume, average diameter ~25 microns). Parallel impact experiments are conducted on these composites and on pure 6061-T6 aluminum samples. This combination provides a direct and immediate qualitative picture of the effect of Al₂O₃ inclusions on the dynamic response of the composite in compression, release, and spallation. Additional experimental information is provided by post-shock reload tests of shock-recovered samples at quasi-static and intermediate strain rates.