基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验_周辉.pdf

实 验 技 术 与 管 理 第 40 卷 第 9 期 2023 年 9 月 Experimental Technology and Management Vol.40 No.9 Sep.2023 收稿日期:2023-03-30 基金项目:中南林业科技大学本科生教改项目（12190085）；国家自然科学基金项目（52202455）；湖南省优秀青年科学基金项目（2019JJ30034）作者简介:周辉（1982），女，湖南长沙，博士，高级实验师，主要研究方向为车辆结构轻量化及优化，。通信作者:井坤坤（1996），男，湖南长沙，博士研究生，主要研究方向为车辆车体轻质材料与结构，。引文格式:周辉，井坤坤，谢素超，等.基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验J.实验技术与管理,2023,40(9):29-34.Cite this article:ZHOU H,JING K K,XIE S C,et al.Experiment of high-speed cumulative impact of carbon fiber plate based on air cannonJ.Experimental Technology and Management,2023,40(9):29-34.(in Chinese)ISSN 1002-4956 CN11-2034/T DOI:10.16791/ki.sjg.2023.09.005 基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验 周 辉1，井坤坤2,3，谢素超2,3，冯哲骏2,3，汪 浩2,3（1.中南林业科技大学 物流与交通学院，湖南 长沙 410004；2.中南大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410075；3.中南大学 轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙 410075）摘 要：针对目前实验教学中复合材料高速累次冲击实验的复杂性和高难度，该研究以空气炮高速冲击实验系统为基础，设计了一种单位置多次累积冲击实验方案，旨在探索三维编织碳纤维板冲击损伤演化过程。通过使用高速摄影机和复合材料各向异性数值模拟方法，捕捉并对比了冲击前后的速度和应力分布，得出了损伤扩展的 4个阶段。此外，碳纤维板在被完全穿透前，仍然保持 96%98%的高吸能比，具有稳定的抗冲击与吸能能力。该实验方案符合教育部实验金课“两性一度”的目标，具有较强的综合性和应用性，可为类似实验教学方案设计提供参考。关键词：实验教学；空气炮高速冲击；编织碳纤维；累积冲击；抗冲击性能 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2023)09-0029-07 Experiment of high-speed cumulative impact of carbon fiber plate based on air cannon ZHOU Hui1,JING Kunkun2,3,XIE Suchao2,3,FENG Zhejun2,3,WANG Hao2,3(1.School of Logistics and Transportation,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China;2.School of Traffic&Transportation Engineering,Central South University,Changsha 410075,China;3.Key Laboratory of Traffic Safety on Track,Ministry of Education,Central South University,Changsha 410075,China)Abstract:Aiming at the complexity and difficulty of high-speed impact experiments on composite materials in current experimental teaching,a single-position multiple cumulative impact experiment scheme is designed based on the air cannon high-speed impact experiment system to explore the evolution process of impact damage on three-dimensional woven carbon fiber plates.Using a high-speed camera and a composite material anisotropy numerical simulation method to capture and compare the velocity and stress distribution before and after the impact,four stages of damage propagation are obtained.Furthermore,before being completely penetrated,the woven carbon fiber plates still maintains a high energy absorption ratio of 96%to 98%,with stable impact resistance and energy absorption capabilities.The experimental program conforms to the goal of“Two Properties and One Degree”in the experimental gold course of the Ministry of Education.It has strong comprehensiveness and applicability and can inspire the design of similar experimental teaching programs.Key words:experimental teaching;air cannon high-speed impact;woven carbon fiber;cumulative impact;impact resistance 冲击动力学是高等工科院校中机械和交通运输等专业本科生和研究生的基础课程，相关实验教学课程有助于学生加深对理论知识的理解，提升理论结合实践的能力，对冲击动力学等相关学科的建设和发展具有重要意义。目前，复合材料的冲击动力学行为已成为研究的焦点。复合材料具有轻质高强、抗疲劳、耐30 实 验 技 术 与 管 理 腐蚀和可设计性强等特性，在航空航天、高速列车、船舶、汽车、建筑等领域已得到广泛应用1-2。然而，在其服役过程中，会遭受外物冲击，如高速列车在运行过程会受到低空飞鸟、砂石、冰雹等的冲击3-4。由于复合材料的多相性，各相在遭受冲击之后容易产生损伤，如层合板复合材料在遭受冲击后容易出现基体开裂、层间分层等问题，损伤一旦产生，会在多次冲击的过程中不断扩展，导致整体结构性能明显降低5-7。因此，测试和表征复合材料的冲击损伤性能非常必要，对复合材料结构设计、制备和应用具有重要意义。然而，传统的静压、拉伸、落锤冲击和霍普金森杆高速冲击实验等方法无法对异物高速冲击损伤进行准确表征，因此大量学者使用空气炮等高速冲击装置展开相关研究。文献8利用空气炮冲击装置研究了碳纤维/双马树脂复合材料破坏模式与冲击速率的关系；文献9使用空气炮系统对冰雹高速冲击碳纤维复合材料层合板的冲击动力学行为展开研究，提出了一种基于连续介质损伤力学的非线性有限元模型，并进行了准确的模拟；文献10针对冲击速率的问题，研究了中高速与低速落锤冲击下的碳纤维增强树脂基复合材料的损伤情况；文献1112则针对材料本身情况，分别探究了不同碳纤维与芳纶纤维混杂比例材料和新型UHMWPE/环氧复合材料的高速冲击性能；文献13利用高速弹道冲击系统进行了仿生结构的复合材料弹道极限值的研究，并利用有限元模拟阐述了其完整的损伤过程，证实了贝壳类仿生结构的优越性；文 献1415针对冲击条件的不同开展了使用高速体实验机进行复合材料板的高速弹体侧向冲击与距离加筋板筋条不同距离的冲击位置实验，利用有限元模拟重点分析了侧向冲击导致的分层和冲击位置对复合材料加筋板冲击损伤的敏感度。文献1617研究了碳/环氧树脂复合材料高低温下的高速冲击性能，利用有限元模拟较大范围的温度升降，发现温度会对树脂造成较大影响，从而影响材料整体性能。有限元模拟能够再现实验细节，展现更直观的变形与损伤过程，同时兼顾冲击力学数据获取的特点，与实际实验环节紧密连接。目前，高速冲击实验尚未形成标准规范，且实验教学时常局限于单次冲击破坏18，其目的是寻找材料的弹道极限。然而，在实际服役工况中，材料结构通常会遭受不同程度的多次冲击。由于高速冲击的瞬时性和破坏性，冲击瞬间的速度变化和板材上的应力变化难以捕捉。仅通过一次冲击破坏实验，难以观察冲击材料的损伤演化过程，也难以使学生有较直观的实验感受。为加快本科生实验教学的深化改革，本研究拟从提升实验课程的“高阶性”“创新性”和“挑战度”方面着手，利用包含高速摄影测速系统的“高阶性”空气炮高速冲击实验系统，结合具有“挑战度”的正交各向异性复合材料和累积冲击的仿真模拟，设计了在同一冲击位置多次累积冲击的“创新性”实验方案，实现了对冲击速度变化、实验材料应力变化和瞬时损伤情况的捕捉，拓展了高速冲击实验数据获取的维度，有助于探究三维编织碳纤维板在外部冲击下逐渐发展的损伤过程。同时，可为学生进行自主实验方案设计提供改进方向。1 空气炮高速冲击系统 空气炮高速冲击系统实物和原理图如图 1 所示。空气炮高速冲击系统由气泵、高压气室、压力表、电控阀、总控制器、炮管、弹托、弹托止动装置、安全室、照明灯、受冲击试件、试件夹具、1 号和 2 号高速摄影机等组成，高压气室的储存气压范围为 01.37 MPa，发射弹体直径范围为 10100 mm，最高速度可达 200 m/s，总占地面积约为 20 m2。高速冲击系统的工作原理是：气泵向高压气室泵入空气，并通过压力表实时显示高压气室的气压，在达到特定压强后停止气体的输入，之后通过电控阀打开高压气室与炮管之间的通路，高压气体推动弹托带动弹体开始加速，直至撞击到弹托止动装置，弹托止动，同时弹体离开炮管撞向实验板材。在该过程中，高速摄影机全程记录出管后的弹体冲击过程，以便测量和记录弹体实际冲击速度和板材表面的变化。其中，1 号高速摄影机的记录速度为 10 000 帧/s，2 号高速摄影机的记录速度为 8 000 帧/s。为确保处理结果的正确性，在正式试验开始前相机的测速模块已进行了标定。2 三维编织碳纤维板高速冲击实验 2.1 实验板材 三维编织碳纤维板材由纵向纤维束、横向纤维束和接结纤维束（也称 Z 向纤维束）按特殊的编织规律编织成预制体，之后利用树脂经由 RTM（resin transfer molding）技术高温高压固化制成19。由于比传统复合材料层合板在高度方向多了 Z 向纤维束的编织，因此层间强度和抗冲击能力均有明显提升。三维编织碳纤维板实物和内部编织情况，如图 2 所示。2.2 实验方案设计 与传统金属材料不同，复合材料是由两种及以上的材料复合而成。这两种材料的刚度和强度往往存在较大差距，因此在遭到破坏性打击前，各材料常具有不同的失效顺序和模式。传统的弹道冲击实验通常会一次性将材料彻底穿透，难以准确掌握各材料的损伤顺序和过程。为探究三维编织碳纤维板在高速冲击下 周 辉，等：基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验 31 的损伤演化过程，本文设计了在同一位置进行多次冲击的实验方案，与传统的一次大能量冲击破坏的实验相比，多次小能量的冲击更便于记录破坏前的每次冲击损伤情况，从而有利于后续研究。冲击实验方案的气压设置和理论冲击计算可根据后续内容对学生进行引导推导，提升学生实验能力。图 1 空气炮高速冲击系统实物和原理图 图 2 三维编织碳纤维板实物和内部编织示意图 实验使用的弹托直径 100 mm，质量 m1为 1.2 kg；弹体为精密轴承钢珠，直径16.4 mm，质量m2为0.018 kg。理想方案设计为将弹体进行 100 J 的多次累积冲击，直至三维编织碳纤维板产生穿透性破坏。为达到理想方案的速度，需要确定发射时的气压。在利用空气炮开展高速冲击试验中，若不考虑各种能量损耗，压缩气压以及弹托和弹体的总质量决定了冲击的速度,弹托与弹体在脱离前的运动可用牛顿运动方程（1）表示。dd ddddddvv xvmmmvpAtxtx=（1）式中，m 为弹托和弹体的总质量；v 为运动速度；t 为运动时间；x 为运动距离；p 为气体压力；A 为弹托的横截面积。假设通过止动减速技术，弹托与弹体发生完全非弹性碰撞，碰撞后弹托速度为 0 m/s，则弹体与弹托脱离后的运动可以用动量守恒方程（2）表示。1 12 2mvm vm v=+（2）式中，1v为脱离后弹托的理想速度；2v为脱离后弹体的理想速度。由于实验中存在能量损耗和非理想碰撞的情况，因此需要使用 1 号高速摄影机捕捉冲击瞬间的速度，得到真实的冲击能量。最终得到的多次冲击实验设计方案如表 1 所示。32 实 验 技 术 与 管 理 表 1 多次冲击实验设计方案 实验次序 实验气压/MPa 实际冲击速度/(ms1)实际冲击能量/J1 0.5 103.420 96.26 2 0.5 104.860 98.96 3 0.5 100.670 91.21 4 0.5 96.790 84.31 5 0.5 104.713 98.68 6 0.5 93.850 79.27 7 0.5 99.910 89.84 2.3 数值模拟模型 本文重点在于捕捉板材的表面应力分布情况。由于本科生较难完成细节模型的建模和仿真，因此使用有限元分析软件 LS-DYNA 建立适用于宏观尺度的正交各向异性复合材料数值模拟高速冲击有限元模型，如图 3 所示，模型坐标轴与材料坐标轴一一对应，图中夹具的上半部分框架被隐藏。在模型中，试件尺寸为150.0 mm150.0 mm4.5 mm，夹具板尺寸为180.0 mm 180.0 mm1.0 mm，弹体的直径与实际情况一致。弹体和试件均使用实体单元，夹具板使用壳单元。弹体仅设定沿冲击方向的自由度，夹具板约束所有的自由度，二者均使用 MAT_20 本构模型，被视为不可变形的刚体，密度设为 7.89103 kg/cm3，弹性模量为 209 GPa，泊松比为 0.3。板材使用 LS-DYNA 中适用于复合材料的 Mat_54 本构模型，宏观模型材料参数如表 2 所示。其中 E11、E22、E33为 3 个方向的弹性模量，v21、v32为泊松比，分别表示 2 方向上单位形变引起 1 方向的形变量和 3 方向上的单位形变引起 2 方向的形变量，G12、G23分别为 12 方向和 23 方向上的剪切模量，XC、YC分别为 1、2 方向上的压缩强度，XT、YT分别为 1、2 方向上的拉伸强度，SC 为面内剪切强度。图 3 高速冲击有限元模型 表 2 宏观模型材料参数16/(gcm3)E11/GPa E22/GPa E33/GPav21 v32 G12/MPa1.596 30.498 45.981 11.1620.066 0.108 4 345.42G23/MPa XC/MPa XT/MPa YC/MPaYT/MPa SC/MPa 2969.71 547 552 423 491 194 在高速冲击仿真计算中，为了描述弹体对试件的侵彻作用，使用 LS-DYNA 中的侵蚀接触（*CONTACT_ ERODING_SURFACE_TO_SURFACE），考虑在侵彻过程中试件的自接触，并给试件建立自动单面接触（*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE），其他有接触的部分设置为自动面面接触（*CONTACT_ AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE），弹体的初速度由关键字“*INITIAL_VELOCITY”给予。为实现与试验一致的重复冲击，需要在后续的 K 文件内添加“*CHANGE_VELOCITY”，进行速度的改变。同时添 加“*CONTRAL_DYNAMIC_RELAXATION”与“*STRESS_ INITIALIZATION”保留上次冲击后试件的应力和损伤等状态，以实现多次的累积冲击仿真。2.4 实验结果与分析 利用 1 号高速摄影机可以捕捉到碳纤维板 7 次遭受高速冲击实验的瞬间，如图 4 所示。在第 6 次冲击之前，碳纤维板的损伤主要体现在树脂基体的破碎与溅射，导致冲击中心区域与其他区域颜色差异明显；在第 6 次冲击时，出现明显的纤维断裂损伤，但弹体未能穿过板材；在第 7 次冲击时，纤维损伤进一步加剧，图 4(g)红圈内弹体右方有尖锐的板材边缘，表示弹体已穿进板材，随之将其穿透。在冲击后取下板材观察损伤情况：纤维的初始损伤实际发生在第 3 次冲击，冲击中心的横向纤维出现断裂，且同一纵向上横向纤维周围的树脂基体破碎严重，导致纤维呈现泛白现象；仿真结果也反映了这一情况，最高应力出现在中心纤维断裂处，且沿纵向形成了一道明显的应力集中带（图 5(a)）；在经过第 6次冲击后（板材未被完全穿透），冲击区域凹陷，中心的纤维损伤形成了一个横向的明显断口，且在同一纵向的纤维出现了明显的隆起现象，可推断板材内部发生了较大的损伤；图 5(b)仿真结果显示，横向和纵向均出现了损伤失效，形成了一个十字形的断口，由于中心区域的损伤，应力集中分布在冲击中心周围，与实验冲击中心区域的凹陷相对应；在第 7 次穿透冲击后，中心区域的纤维完全断裂，同时因弹体穿透的挤压呈现在板前纤维翘曲、在板背纤维拉出的现象，且板背横向上有明显突起；图 5(c)和 5(d)仿真结果显示，横向出现了明显的破孔，中心的同一纵向出现了裂纹，与实验纵向纤维的隆起相符，板 背同样由于横向凸起而承受较大的应力。综上所述，对于三维编织碳纤维板的冲击损伤，可分为 4 个阶段：树脂基体破碎、横向纤维冲击断裂、纵向纤维断裂扩展、纤维完全断裂形成破孔且断裂纤维随弹体被拉出。周 辉，等：基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验 33 图 4 碳纤维板 7 次遭受高速冲击瞬间 图 5 高速冲击实验与仿真损伤情况对比 利用 2 号高速摄影机计算冲击前后的弹体速度并记录下来，结果如表 3 所示。入射速度为正值表示冲击前的速度，负值表示冲击后弹体发生了反弹，并具有反方向的剩余速度。冲击后速度与吸能比的变化图如图 6 所示，直观展示了各次冲击后的速度与吸能比变化，可知第一次冲击后的反弹速度最高，表现出三维编织碳纤维材料性能最好的初始状态，随后的每次冲击，反弹速度仅略有下降并保持平稳，直至第 7 次突然发生穿透。这说明在穿透前的 6 次冲击中，尽管材 料 遭 受 了 损 伤，但 在 完 全 损 伤 之 前，板 材 依 表 3 冲击实验与仿真的冲击前后对比 冲击次序 入射速度/(ms1)入射能量/J 实验剩余速度/(ms1)实验吸能比/%仿真剩余速度/(ms1)仿真吸能比/%吸能比误差/%1 103.42 96.26 19.03 96.61 20.67 96.01 0.63 2 104.86 98.96 15.63 97.78 13.41 98.36 0.60 3 100.67 91.21 15.59 97.60 13.98 98.07 0.48 4 96.79 84.31 15.61 97.40 15.51 97.43 0.03 5 104.71 98.68 14.67 98.04 15.19 97.90 0.14 6 93.85 79.27 13.68 97.88 15.03 97.44 0.45 7 99.91 89.84 62.11 61.35 68.52 52.97 13.66 34 实 验 技 术 与 管 理 图 6 试验与仿真的剩余速度与吸能比变化 然吸收了大部分的冲击能量。吸能比保持在 96%98%，具有十分稳定的抗冲击与吸能特性，与传统复合材料在遭受损伤后性能显著下降相比，具有明显的优势。3 结语（1）基于空气炮高速冲击实验系统设计了三维编织碳纤维板的多次累积冲击实验方案，直观地展现了研究材料损伤积累和扩展的 4 种情况：树脂基体破碎、横向纤维冲击断裂、纵向纤维断裂扩展、纤维完全断裂形成破孔且断裂纤维随弹体被拉出。（2）三维编织碳纤维板具有稳定的抗冲击和吸能特性。在被完全穿透前，即使受到明显损伤，碳纤维板依然能吸收大部分冲击能量，从而起到有效的保护作用。（3）本实验方案要求推导空气炮气压与发射弹体速度的理论关系，利用高速摄影和后处理技术记录并验证实际冲击速度，与传统课本内容有所不同，具有“高阶性”的特点；学习正交各向异性复合材料和累积冲击有限元仿真方法，具有一定的“挑战度”；将传统单次冲击改为更符合实际服役工况的多次累积冲击，具有“创新性”，达到了教育部实验金课“两性一度”的目标。（4）在实验教学时，可利用空气炮高速冲击实验系统结合有限元模拟技术自行设计更加符合实际工况的实验方案，例如变角度、变位置的累积冲击或多弹体的冲击。该方案可深层次探索材料的内在性能和服役表现，同时激发学生的自主创造性和对科学研究的兴趣。参考文献(References)1 魏阜伦，衣海娇.碳纤维复合材料在轨道车辆应用展望J.现代城市轨道交通，2021(2):9093.WEI F L，YI H J.Application prospective of carbon fiber compositematerials in rail vehiclesJ.Modern Urban Transit,2021(2):9093.(in Chinese)2 肖守讷，江兰馨，蒋维，等.复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望J.交通运输工程学报，2021,21(1):154176.XIAO S N,JIANG L X,JIANG W,et al.Application and prospect of composite materials in rail transit vehiclesJ.Journal of Traffic and Transportation Engineering,2021,21(1):154176.(in Chinese)3 仇亚萍，沈真，陈海军，等.高速磁悬浮列车用碳纤维复合材料裙板的设计与分析J.复合材料科学与工程，2021(2):95101.QIU Y P,SHEN Z,CHEN H J,et al.Design and analysis of the carbon fiber reinforced composites skirt plate on high speed maglev trainsJ.Composites Science and Engineering,2021(2):95101.(in Chinese)4 GAO J W,YU M H,LIAO D,et al.Foreign object damage tolerance and fatigue analysis of induction hardened S38C axlesJ.Materials&Design,2021,202:109488.5 LIU L L,SHAO H Y,ZHU X Y,et al.Bird impact response and damage mechanism of 3D orthogonal woven composite aeroengine bladesJ.Composite Structures,2023,304(2):116311.6 BENJAMIN M B,DAVID A J.High resolution depth and area measurements of low velocity impact damage in carbon fiber laminates via an ultrasonic techniqueJ.Composites Part B:Engineering,2020,188:107843.7 AO W H,ZHUANG W M,Xing B B,et al.Finite element method of a progressive intralaminar and interlaminar damage model for woven fib laminated composites under low velocity impactJ.Materials&Design,2022,223:111256.8 顾善群，张代军，付善龙，等.碳纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能J.材料工程，2021,49(11):7382.GU S Q,ZHANG D J,FU S L,et al.Anti-high speed impact properties of carbon fiber/bismaleimide resin compositesJ.Journal of Materials Engineering,2021,49(11):7382.(in Chinese)9 张超，方鑫，刘建春.复合材料层板冰雹高速冲击损伤预测及失效分析J.北京航空航天大学学报，2022,48(4):698707.ZHANG C,FANG X,LIU J C.Damage prediction and failure mechanism of composite laminates under high-velocity hailstone impactJ.Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2022,48(4):698707.(in Chinese)10 许燕杰，赵一权.复合材料中高速与低速落锤冲击对比分析J.工程技术研究，2021,6(17):133134,139.XU Y J,ZHAO Y Q.Comparative analysis of high-speed and low-speed drop hammer impact in composite materialsJ.Engineering and Technological Research,2021,6(17):133134,139.(in Chinese)11 曹俊超，孙建波，曹勇，等.混杂纤维增强环氧树脂复合材料高速冲击损伤行为J.复合材料学报，2022,39(10):4935 4948.CAO J C,SUN J B,CAO Y,et al.High-velocity impact damage behavior of hybrid fiber reinforced epoxy compositesJ.Acta Materiae Compositae Sinica,2022,39(10):49354948.(in Chinese)（下转第 90 页）90 实 验 技 术 与 管 理 10 LIU Q,FANG M,LI Y,et al.Deep learning based research on quality classification of shiitake mushroomsJ.LWT-Food Science and Technology,2022(168):110.11 WU Y Q,SUN Y B,ZHANG S Q,et al.A size-grading method of antler mushrooms using YOLOv5 and PSPNetJ.Agronomy,2022,12(11):118.12 DOSOVITSKIY A,BEYER L,KOLESNIKOV A,et al.An image is worth 16x16 words:Transformers for image recognition at scaleEB/OL.(2022-10-22)2023-04-12.https:/doi.org/10.48550/arXiv.2010.11929.13 WANG B.Automatic mushroom species classification model for foodborne disease prevention based on vision transformerJ.Journal of Food Quality,2022(8):111.14 LIU Z,LIN Y T,CAO Y,et al.Swin transformer:Hierarchical vision transformer using shifted windowsC/Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision(ICCV)Montreal,Canada:IEEE,2021:1001210022.15 SANDLER M,HOWARD A,ZHU M L,et al.Mobilenet v2:Inverted residuals and linear bottlenecksC/Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR),Salt Lake City,USA:IEEE,2018:45104520.16 MA N N,ZHANG X Y,ZHENG H T,et al.Shufflenet v2:Practical guidelines for efficient cnn architecture designC/Proceedings of the European Conference on Computer Vision(ECCV),Munich,Germany:Springer,2018:116131.17 MEHTA S,RASTGARI M.Mobilevit:Light-weight,general-purpose,and mobile-friendly vision transformer EB/OL.(2021-10-05)2023-04-12.https:/doi.org/10.48550/arXiv.2110.02178.18 XU Y,WEI H,LIN M,et al.Transformers in computational visual media:A surveyJ.Computational Visual Media,2022,8(1):3362.19 ZHANG Q L,YANG Y B.SA-NET:Shuffle attention for deep convolutional neural networksC/Proceedings of the IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing(ICASSP),Toronto,Canada:IEEE,2021:22352239.20 LOSHCHILOV I,HUTTER F.Sgdr:Stochastic gradient descent with warm restartsEB/OL.(2016-08-13)2023-04-12.https:/doi.org/10.48550/arXiv.1608.03983.21 LENG Z Q,TAN M X,LIU C X,et al.PolyLoss:A polynomial expansion perspective of classification loss functionsEB/OL.(2022-04-26)2023-04-12.https:/doi.org/10.48550/arXiv.2204.12511.22 YUN S,HAN D,OH S J,et al.Cutmix:Regularization strategy to train strong classifiers with localizable featuresC/Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision(ICCV),Seoul,Korea:IEEE,2019:60236032.23 HAN K,WANG Y,TIAN Q,et al.Ghostnet:More features from cheap operationsC/Proceedings of the IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,2020:15771586.24 YUAN L,CHEN Y P,WANG T,et al.Tokens-to-token vit:Training vision transformers from scratch on imagenetC/Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision(ICCV),Montreal,Canada:IEEE,2021:558567.25 WANG W H,XIE E,LI X,et al.Pvt v2:Improved baselines with pyramid vision transformerJ.Computational Visual Media,2022,8(3):415424.（编辑：张文杰）（上接第34页）12 李国华.新型UHMWPE/环氧复合材料准静态与高速冲击性能研究D.南京：南京理工大学，2021.LI G H.Research on quasi-static and high-speed impact properties of new UHMWPE/epoxy compositesD.Nanjing:Nanjing University of Science and Technology,2021.(in Chinese)13 陈新辉.结构仿生纤维增强复合材料高速冲击损伤和数值模拟研究D.长春：吉林大学，2022.CHEN X H.Research on high-speed impact damage and numerical simulation of structural biomimetic fiber reinforced compositesD.Changchun:Jilin University,2022.(in Chinese)14 黄峰，黄涛，王海雷，等.复合材料结构侧向高速弹丸冲击研究J.科学技术与工程，2021,21(4):13001304.HUANG F,HUANG T,WANG H L,et al.Lateral high-speed impact on carbon fiber-reinforced compositesJ.Science Technology and Engineering,2021,21(4):13001304.(in Chinese)15 姜封国，裴廷瑞，姜旭宏，等.复合材料