劉 鵬，蔡應龍，顧佳輝，羅 維，張 超

（1. 西北工業(yè)大學航空學院，陜西 西安 710072；

2. 成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司，四川 成都 610073）

復合材料因其比強度高、比剛度大等優(yōu)點，被越來越多地應用于航空航天、汽車和船舶等領域。其中，編織復合材料因其成型便捷、抗損傷擴展性能優(yōu)異，以及相比傳統(tǒng)層合板更優(yōu)異的抗沖擊性能，近年來已經(jīng)被廣泛地用于制造大型飛機或發(fā)動機的結構部件。飛機及其發(fā)動機在服役過程中不可避免地會遭受各類沖擊載荷作用，包括工具掉落、地面碰撞等低速沖擊載荷。低速沖擊后的復合材料結構，表面往往沒有可見損傷或只有輕微壓痕，但材料內(nèi)部可能產(chǎn)生較為嚴重的分層或基體開裂等損傷，導致結構承載能力下降，是復合材料結構在實際應用中面臨的一大挑戰(zhàn)。因此有必要對復合材料在低速沖擊載荷下的損傷機理進行研究，以有效預估不同低速沖擊載荷下結構的剩余強度。

復合材料層板低速沖擊和沖擊后壓縮（compression after impact, CAI）的試驗方法比較成熟，常見的試驗標準有ASTM D7136和ASTM D7137、ISO 18352—2009和GB/T 21239—2007等，損傷主要由落錘低速沖擊造成，低速沖擊后的分層損傷主要通過C 掃描來測量。目前有學者通過材料加載過程中的溫度變化來標定損傷情況，受基體性能的影響，樹脂基復合材料往往存在一定的塑性行為，而塑性功會導致一定的溫升現(xiàn)象；此外，復合材料在破壞的瞬間，應變能耗散也會導致溫度升高。而紅外熱成像技術恰好能夠捕捉材料表面的溫度波動，目前已經(jīng)有不少學者將紅外熱成像技術應用于材料測試中，劉永貴等將紅外瞬態(tài)測溫裝置引入分離式霍普金森壓桿實驗，測量了沖擊下Al 合金和TiNi合金試樣的實時表面溫度；李濤等利用高速攝像機和高速紅外熱像儀，對2 種典型高聚物黏結炸藥的單軸壓縮實驗和溫升效應進行了實時觀測；對于復合材料而言，Tuo 等采用紅外熱像儀實時監(jiān)測了復合材料鋪層板在低速沖擊過程中試樣的溫度場，發(fā)現(xiàn)溫度場與材料損傷之間存在較強的相關性；Johnston等進行了三維編織復合材料受高速彈體沖擊的試驗，發(fā)現(xiàn)復合材料在沖擊瞬間溫度超過252 ℃，這高于其基體的玻璃化轉變溫度。

目前針對傳統(tǒng)鋪層復合材料的低速沖擊試驗較多，李茜針對3 種不同鋪層方式的層合板進行了落錘試驗，討論了鋪層方式對損傷分布的影響；朱煒垚等對復合材料鋪層板進行了低速沖擊、CAI 以及沖擊后疲勞試驗研究，討論了沖擊能量與損傷面積和沖擊后剩余壓縮強度的關系，分析了含沖擊損傷層合板在壓縮載荷及壓壓疲勞載荷下的主要破壞機制。關于編織復合材料，目前也有少量的研究，嚴實等進行了三維五向碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料低速沖擊及其CAI 試驗研究，表征了不同編織結構對抗沖擊性能和沖擊后剩余強度的影響；劉麗敏等研究了4 種不同編織結構的芳綸/炭混編三維編織復合材料CAI 性能，發(fā)現(xiàn)加入韌性芳綸纖維能夠增強復合材料抗壓縮破壞性能。

作為一種富有潛力的織物復合材料，二維三軸編織復合材料（two-dimensional triaxially braided composite, 2DTBC）在航空航天和汽車等領域已經(jīng)得到了一定的應用，但其復雜的編織結構給材料應用帶來許多挑戰(zhàn)，目前已經(jīng)有不少學者對2DTBC 進行了力學行為研究，Roberts 等和Pereira 等研究了2DTBC 靶板在高速彈體沖擊下的響應；Liu 等使用鈦合金圓柱彈體沖擊2DTBC 靶板，分析了該材料在高速沖擊載荷下的破壞模式；Cheng使用明膠彈體對3 種不同2DTBC 平板進行了沖擊試驗，對比了不同沖擊速度下的破壞機理。

目前，尚未有關于2DTBC 低速沖擊和CAI 試驗研究的報道。因此，首先開展2DTBC 層板在不同沖擊能量下的低速沖擊試驗，并采用C 掃描表征和對比分析分層損傷情況。然后，開展沖擊后試樣的CAI 試驗，采用工業(yè)相機結合數(shù)字圖像相關（digital image correlation, DIC）技術測量加載過程中的應變場分布。在低速沖擊和CAI 試驗中，采用紅外熱像儀同步記錄試樣的溫度場變化情況，以更好地闡明2DTBC 的低速沖擊損傷和CAI 損傷失效特性。最后，通過量化分析不同低速沖擊能量下試樣的分層損傷面積以及剩余壓縮強度，討論DIC 和紅外熱成像在損傷監(jiān)測方面的差異性。

1 材料和試驗

1.1 材料和試樣

所研究的2DTBC 層板由成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司提供，如圖1(a)所示，0°方向為軸向纖維束，偏軸纖維束分別沿±68.5°方向繞軸向纖維束周期性地交織穿插。0°纖維束呈直線狀，對應材料的軸向方向，將面內(nèi)垂直于軸向方向定義為橫向方向，垂直于軸向和橫向組成的平面方向定義為厚度方向。2DTBC 的幾何構型如圖1(b)所示，圖中藍色纖維束為軸向纖維束，紅色和綠色纖維束分別為2 個不同角度的偏軸纖維束，將單胞在橫向方向上的長度定義為每隔一根軸向纖維束的距離，在軸向方向上的寬度定義為相鄰偏軸纖維束的距離。

圖1 2DTBC 試樣及其編織構型Fig. 1 2DTBC specimen and its braided architecture

2DTBC 層板厚度為4.5 mm，試樣面內(nèi)尺寸為(100±0.25) mm×(150±0.25 ) mm，共4 個試樣，試樣質量均約為103 g，所受的落錘沖擊能量分別為5、10、20 和30 J，詳細信息見表1。

表1 試樣信息和沖擊能量Table 1 Sample information and impact energy

1.2 低速沖擊和CAI 試驗

低速沖擊和CAI 試驗分別參考ASTM D7136和ASTM D7137標準執(zhí)行。本試驗中的低速沖擊試驗裝置如圖2 所示，采用Instron 公司生產(chǎn)的9250HV 落錘試驗機作為加載裝置，試驗機的加載精度為±1%，配備有防止二次沖擊的裝置，沖頭選用直徑為16 mm 的半球狀鋼頭，其質量共計5.71 kg。試樣被放在100 mm×150 mm 的剛性框中，底部配有寬度為25 mm 的支撐夾具，留下75 mm×125 mm 的沖擊區(qū)域；試樣撞擊面的4 個角上有對稱分布的橡膠頭，用于夾緊試樣，在試樣的上方配有測速裝置和激光觸發(fā)器；將FLIR-A655SC 紅外熱像儀放置在試樣底部，用于記錄沖擊過程中背面的溫度場，該熱像儀的測溫范圍為?40～650 ℃，誤差為±2 ℃，分辨率為640×480，在此分辨率下的幀率為50 Hz，通過以太網(wǎng)線輸出信號，結合計算機和專用軟件能夠記錄被拍攝對象的實時溫度變化。

圖2 低速沖擊試驗裝置Fig. 2 Low-velocity impact test machine

低速沖擊試驗完成后，利用ICS-Ⅱ型超聲波C 掃描儀對沖擊后試樣進行無損檢測，記錄材料分層損傷分布投影圖。CAI 試驗中采用ASTM D7137標準推薦的夾具對沖擊后的試樣進行約束，如圖3 所示；在試樣表面噴涂散斑，結合MER-2000-19U3M/C 大恒光學相機和DIC 技術測量試樣沖擊背面位移場；同時采用FLIR-A655SC 紅外熱像儀記錄散斑面的溫度場；加載過程在PLD 250 電液伺服動靜疲勞試驗機上完成，試驗機以0.009 mm/min 的速度開始進行試驗，直至試件破壞，數(shù)據(jù)采集速率為2 Hz。為了更好地對比沖擊后剩余壓縮強度和剛度模量，參考ASTM D6641 標準進行了3 組無缺口直邊壓縮試驗，試驗重復性良好，得到其平均模量為80.02 GPa，平均強度為338.67 MPa。

圖3 沖擊后壓縮試驗裝置Fig. 3 Compression-after-impact test machine

2 基于紅外表征的低速沖擊試驗研究

2.1 力學響應和C 掃描檢測

通過分析不同能量沖擊下試樣的力學響應，對比對應的分層區(qū)域大小，結合紅外熱像儀記錄的實時溫度場分布情況，能夠較好地分析材料在沖擊載荷下的損傷機理和破壞程度。2DTBC 試樣在5、10、20 和30 J 的能量沖擊下力-時間曲線、能量-時間曲線和力-位移曲線分別如圖4(a)、(b)和(c)所示。圖4(a)中，在這4 種能量沖擊下試樣的反作用力峰值分別為4.12、5.40、8.54 和10.60 kN，整個沖擊過程都在6 ms內(nèi)完成。圖4(b)中，4 種載荷下試樣最終吸收的能量分別為2.37、4.99、9.59 和15.82 J。圖4(c)中，4 種情況下力-位移曲線在初始段為線性，斜率十分接近，隨著試樣開始出現(xiàn)損傷，線性段的力到達峰值后開始下降，線性段峰值力隨著沖擊能量的增加而增大，力-位移曲線在加載段路徑重合性良好，加載點位移峰值分別為2.12、3.07、4.27 和5.43 mm，且在卸載段都出現(xiàn)殘余變形，這主要是由于試樣發(fā)生了塑性變形，且殘余變形隨著沖擊能量的增加而增大。

圖4 4 種載荷下試樣的力學響應Fig. 4 Mechanical responses of specimens under four kinds of loads

對在5、10、20 和30 J 能量沖擊下的2DTBC 試樣采用超聲C 掃描檢測得到的分層損傷分布如圖5 所示，根據(jù)測量，4 種情況下試樣的損傷面積分別為221.76、524.52、1066.32 和1604.79 mm2。由圖4(b)和圖5 可以看出，在5、10、20 和30 J 能量沖擊下，試樣的分層面積與其吸收的能量大致成比例增大，此時分層損傷是重要的能量吸收方式。從圖5 可以看出，隨著沖擊能量的增加，分層損傷分布輪廓逐漸向橢圓形過渡，這主要是受邊界條件的影響，越靠近支撐夾具，試樣越難以產(chǎn)生變形，內(nèi)部應力越小，越難以產(chǎn)生分層。

圖5 不同沖擊能量下試樣分層損傷分布Fig. 5 Delamination distribution of specimens under impact with different energies

2.2 溫度場分析

低速沖擊時，紅外相機采用窗口模式拍攝，分辨率為320×320，幀率能達到330 Hz，即每3 ms 拍攝一張圖片。溫度場測試圖片的選取標準為溫度云圖達到最大輪廓且沒有發(fā)生溫度擴散現(xiàn)象的第1 張圖片，由于溫度場傳遞速度遠慢于應力場，所以此圖片可以看作試樣達到最大沖擊載荷時刻的溫度分布情況。2DTBC 試樣在10、20 和30 J 能量沖擊瞬間的溫度場如圖6 所示，室溫為27.2 ℃左右，圖中溫度下限為27 ℃，上限為40 ℃，由于在5 J 的沖擊能量下，溫升現(xiàn)象不明顯，這里沒有考慮。圖6(a)中存在沿著偏軸纖維方向且呈直線狀的高溫區(qū)，這主要是偏軸纖維束的基體變形和開裂導致的；同時圖6(a)中存在與偏軸纖維束有較大夾角的高溫區(qū)域，這主要是偏軸纖維束的纖維斷裂導致。在10 J 能量沖擊下，試樣的纖維斷裂集中在撞擊區(qū)域；而在20 和30 J 能量沖擊下，非撞擊區(qū)域也存在纖維斷裂。圖6 中結果表明：試樣溫升區(qū)域的面積隨著沖擊能量的增加而明顯增大，溫度也隨之升高；在30 J 能量沖擊下，試樣表面存在溫度超過40 ℃的區(qū)域，溫升現(xiàn)象明顯。為了更好地對比不同能量的溫度場，在各試樣的沖擊點附近選取相同大小的區(qū)域，如圖6 所示，接下來詳細分析所選取區(qū)域的溫升現(xiàn)象。

圖6 3 種不同沖擊能量下試樣溫度分布Fig. 6 Temperature distribution in specimens after impact with three energy levels

不同沖擊能量的低速沖擊試驗結果如圖7 所示，從圖7 中可以明顯看出，低速沖擊時試樣的峰值力、吸收的能量、C 掃描的分層損傷和選取區(qū)域的平均溫度與沖擊能量呈現(xiàn)明顯的正相關，其中平均溫度為沖擊瞬間的平均溫度，即為圖6 所示區(qū)域的平均溫度，此外發(fā)現(xiàn)試樣吸收的能量大致為沖擊能量的一半。選取區(qū)域的平均溫度-時間歷程如圖8 所示，在10 和20 J 能量沖擊下，平均溫升為2～5 ℃，在沖擊瞬間后，溫度迅速下降然后保持穩(wěn)定。在30 J 能量沖擊后，選取區(qū)域溫度在沖擊瞬間快速上升，隨后又迅速下降一定幅度，接著緩慢上升。這主要是因為，在30 J 能量沖擊下，試樣內(nèi)部存在較多損傷，而紅外熱像儀只能記錄材料表面溫度，試樣內(nèi)部的耗散能在沖擊后傳導至試樣表面，導致選取區(qū)域溫度的二次上升。試樣在10 和20 J 能量沖擊下，最高溫度為35～38 ℃，兩者差別不大；而在30 J 能量沖擊下，試樣表面出現(xiàn)了溫度為56.25 ℃的區(qū)域，主要原因是試樣背面出現(xiàn)了明顯的纖維斷裂現(xiàn)象，纖維斷裂會釋放大量應變能，從圖6 中也能觀察到此現(xiàn)象。

圖7 低速沖擊下試樣的力學響應Fig. 7 Mechanical responses of specimens under low-velocity impact

圖8 低速沖擊下試樣的溫度響應Fig. 8 Temperature response of specimens under low-velocity impact

3 基于紅外表征的CAI 試驗研究

3.1 力學響應和位移場分析

通過測量材料沖擊后的剩余壓縮強度，量化沖擊能量與剩余壓縮強度的關系，結合溫度場和位移場，分析受到不同能量沖擊的材料在壓縮載荷下的損傷機理。結合工業(yè)相機和DIC 技術得到試樣表面的全局應變場，輸出加載方向的平均應變；同時通過試驗機測得試樣的力載荷；控制工業(yè)相機和試驗機數(shù)據(jù)采集頻率一致，數(shù)據(jù)同步性通過破壞時刻來統(tǒng)一。4 種能量沖擊下，2DTBC 試樣CAI 試驗的應力-應變曲線和破壞前瞬間的切應變?、橫向應變?分布分別如圖9～12 所示，圖中應力-應變曲線中的陰影部分為無缺口直邊壓縮試驗得到的3 組數(shù)據(jù)。

圖9 在5 J 能量沖擊下2DTBC 試樣CAI 試驗的應力-應變曲線和其破壞前瞬間應變分布Fig. 9 Stress-strain curves of 2DTBC specimens under the impact with the energy of 5 J in CAI tests and strain distributions at the moment before destruction

圖10 在10 J 能量沖擊下2DTBC 試樣CAI 試驗的應力-應變曲線和其破壞前瞬間應變分布Fig. 10 Stress-strain curves of 2DTBC specimens under the impact with the energy of 10 J in CAI tests and strain distributions at the moment before destruction

圖11 在20 J 能量沖擊下2DTBC 試樣CAI 試驗的應力-應變曲線和其破壞前瞬間應變分布Fig. 11 Stress-strain curves of 2DTBC specimens under the impact with the energy of 20 J in CAI tests and strain distributions at the moment before destruction

圖12 在30 J 能量沖擊下2DTBC 試樣CAI 試驗的應力-應變曲線和其破壞前瞬間應變分布Fig. 12 Stress-strain curves of 2DTBC specimens under the impact with the energy of 30 J in CAI tests and strain distributions at the moment before destruction

試樣在4 種能量沖擊后壓縮的應力-應變曲線總體呈現(xiàn)出線彈性和脆性斷裂的特性；在5、10、20、30 J 能量沖擊后剩余壓縮強度分別為307.8、278.3、249.8 和223.0 MPa，破壞應變和剩余壓縮強度都隨著沖擊能量的增大而減?。欢? 種試樣的模量幾乎一致，分別為83.03 GPa （5 J）、84.57 GPa （10 J）、85.18 GPa（20 J）和80.91 GPa （30 J），不同的分層損傷對材料CAI 試驗剛度影響不大。在5 J 能量沖擊的試樣中，沖擊點的切應變集中現(xiàn)象不明顯，而在10、20 和30 J 能量沖擊的試樣中，切應變集中區(qū)域隨沖擊能量的增加而擴大，同時在橫向應變分布輪廓中也能觀察到這一現(xiàn)象。在橫向應變分布輪廓中還觀察到呈條狀且沿軸向擴展的應變集中帶，這主要是由于材料編織結構導致，此處為偏軸纖維束交織區(qū)域，沒有軸向纖維束，纖維體積分數(shù)較低，剛度較小，會導致更明顯的應變集中現(xiàn)象。

3.2 溫度場分析

CAI 試驗中試樣破壞瞬間的溫度場和光學成像對比如圖13 所示，圖13(a)、(b)、(c)和(d)分別為5、10、20 和30 J 能量沖擊后試樣壓縮加載情況，室溫約為23.2 ℃。從圖13(a)可以看到，試樣的破壞區(qū)域經(jīng)過沖擊點沿試樣軸向擴展，破壞區(qū)域中部觀察到明顯的纖維壓潰現(xiàn)象，此區(qū)域的溫升現(xiàn)象也更明顯；在纖維壓潰附近，存在沿偏軸纖維束方向的條狀溫升帶，這主要是此區(qū)域偏軸纖維束發(fā)生了基體開裂，由于編織結構的限制，條狀溫升帶在接觸到相鄰另一方向的偏軸纖維束時便停止擴展。對比4 種能量沖擊下試樣的溫升現(xiàn)象，觀察到隨著沖擊能量的增大，溫升區(qū)域和幅度都隨之減小，這主要是因為試樣的剩余強度隨沖擊能量增大而降低，而試樣儲存的應變能隨著強度的降低而減少，因而溫升現(xiàn)象也隨之減弱；同時在光學成像圖中也能觀察到這一趨勢。溫升輪廓相比光學成像圖能更明顯地顯示出試樣的破壞位置和破壞程度，特別是對于基體破壞，損傷程度不明顯，而通過紅外相機觀察試樣破壞時能量耗散導致的溫升現(xiàn)象能較好地捕捉到破壞位置。在30 J 能量沖擊下試樣在破壞前時刻的溫度場如圖14所示，從圖14 中溫升區(qū)域可以看出，試樣損傷開始出現(xiàn)在中部沖擊點，并沿著軸向方向逐漸擴展至試樣邊緣，最終導致試樣破壞。為了更好地分析溫升現(xiàn)象，此處沿著損傷路徑也選取了相同大小的區(qū)域，如圖13 所示。

圖13 CAI 試驗中試樣溫度場（上）和光學成像（下）Fig. 13 Temperature fields (up) and optical images (down) of specimens in CAI tests

圖14 在30 J 能量沖擊下2DTBC 試樣不同時刻的溫度分布Fig. 14 Temperature distribtuon at different times in 2DTBC specimens under the impact with the energy of 30 J

沖擊后壓縮試驗結果如圖15 所示，沖擊后剩余壓縮強度與沖擊能量呈現(xiàn)出明顯的負相關，對比該材料的標準壓縮強度，試樣在5、10 、20 和30 J 能量沖擊后壓縮強度分別剩余90.9%、82.2%、73.8%和65.8%；在5～30 J 能量沖擊下，沖擊后壓縮模量在80～85 GPa，與材料壓縮模量80.02 GPa 差別不大。而選取區(qū)域在沖擊瞬間的平均溫度總體上隨沖擊能量的增大而降低，這在前文中已經(jīng)解釋過，主要是由壓縮強度決定的。選取區(qū)域平均溫度的時間歷程如圖16 所示，在4 種能量沖擊下試樣選取區(qū)域的平均溫度在破壞瞬間快速上升，隨后保持穩(wěn)定，主要是由于試樣破壞，大量應變能耗散為熱能，熱量難以迅速傳導至周圍物體，所以溫度能保持一段時間。在5 J 能量沖擊下試樣的溫升結果與在10 J 能量沖擊下試樣的溫升結果接近，在20 J 能量沖擊下試樣的溫升結果與30 J 能量沖擊下試樣的溫升結果較接近，而兩者之間變化顯著，這是因為低速沖擊造成試樣的損傷模式不同。從圖6 可以看出，在10 J 能量沖擊下，試樣背面基體損傷較明顯，纖維損傷很少，在5 J 能量沖擊下試樣溫升不明顯，試樣背面沒有出現(xiàn)纖維損傷；而在20 和30 J 能量沖擊下，試樣出現(xiàn)了較多的纖維損傷區(qū)域，Tuo 等也觀察到類似現(xiàn)象。沖擊損傷的不同會導致壓縮試驗中試樣破壞模式不同，圖13 溫度云圖中，在5 和10 J 能量沖擊下，試樣存在明顯的纖維斷裂等現(xiàn)象，相比較而言，在20 和30 J 能量沖擊下，試樣基體開裂現(xiàn)象更明顯。纖維斷裂比基體開裂釋放更多的能量，將導致更嚴重的溫升現(xiàn)象。此外，在30 J 能量沖擊下試樣在壓縮過程中表面的最高溫度達到78.2 ℃，而樹脂基體對溫度有較高的敏感性，因而復合材料受載時的溫升現(xiàn)象對其力學性能的影響需要加以考慮。

圖15 CAI 試驗試樣的力學響應Fig. 15 Mechanical responses of specimens in CAI tests

圖16 CAI 試驗試樣的溫度響應Fig. 16 Temperature responses of specimens in CAI tests

4 結 論

基于紅外熱像儀監(jiān)測了2DTBC 試樣在低速沖擊和CAI 試驗過程中的溫升現(xiàn)象，研究了2DTBC 試樣在5、10、20 和30 J 能量沖擊下的損傷機理及在CAI 試驗中的破壞模式；采用超聲波C 掃描儀測量了沖擊后試樣的分層面積，對比了不同沖擊能量下試樣的剩余壓縮強度；采用工業(yè)相機結合DIC 技術測量了壓縮過程中試樣的全場應變，對比了紅外熱成像技術、DIC 技術和光學成像對材料損傷情況的監(jiān)測效果。得到的結論如下。

(1)隨沖擊能量的增加，2DTBC 試樣吸收的能量和分層損傷面積也大致成比例增加，分層損傷是重要的能量吸收方式，試樣吸收的能量約為沖擊能量的一半。

(2)低速沖擊下試樣背面的偏軸纖維束在沖擊區(qū)域存在纖維斷裂現(xiàn)象，并隨著沖擊能量的增加而加劇，同時在沖擊點附近還伴隨著明顯的基體開裂現(xiàn)象；在10 和20 J 能量沖擊下，試樣最高溫度為35～38 ℃，而在30 J 能量沖擊下，試樣表面存在56.25 ℃的區(qū)域。

(3)在10、20 和30 J 能量沖擊下，試樣背面溫度在沖擊瞬間快速上升，隨后又迅速下降；但在30 J 能量沖擊下，試樣背面溫度存在二次上升的現(xiàn)象，主要是由于在30 J 能量沖擊下，試樣內(nèi)部損傷過多，熱量傳導至試樣表面導致溫度再次上升。

(4)在5、10、20 和30 J 能量沖擊后，2DTBC 試樣的壓縮強度分別剩余90.9%、82.2%、73.8%和65.8%，模量對沖擊能量不敏感；在壓縮加載過程中沖擊點出現(xiàn)了應變集中現(xiàn)象，并隨著沖擊能量的增加而加劇。

(5)相比光學成像，溫度場能更有效地表征材料破壞位置，而根據(jù)破壞形貌和溫度幅值可以清晰地分辨破壞模式。CAI 試驗的溫升現(xiàn)象隨著沖擊能量的增加而減弱，在30 J 能量沖擊下試樣的溫度場顯示出試樣損傷由沖擊點開始，逐漸向邊界擴展，最終導致試樣破壞。