张丽芬，葛鑫，刘振侠

西北工业大学 动力与能源学院，西安 710072

冰雹会严重损害飞机的机身结构、发动机、天线等，一旦飞机遭遇冰雹气候，与遭遇其他外来物[1]一样，会导致飞机机械损伤甚至发动机停车等后果，对飞机飞行安全造成严重威胁[2-3]。美国材料试验协会(ASTM)于1994年针对航空飞行器飞行材料冰雹撞击试验提出ASTM F320—1994标准[4]，2010年再次修订为ASTM F320—2010标准[5]。该标准目前不仅用于航空飞行器透明外壳冰雹撞击试验，还用于不同飞行状况下其他附件复合材料冰雹撞击损伤测试符合性验证[6]。

自然界中的冰雹一般由透明与不透明的冰层相间交替组成[7]。对于冰的结构和力学性能，国内外进行了大量研究，并取得了一定成果。在冰的结构方面，研究表明冰具有13种晶体结构和两种非晶结构，冰的结晶结构会根据冻结条件而变化，结晶结构对冰力学性能的影响是显著的，晶体相对较小、排列不规则的冰其性质近似各向同性[8-9]。在冰的力学性能方面，研究表明冰的3个重要特性是压缩强度、拉伸强度和断裂韧性，这些参数随着试验的应变率与温度的变化而变化[10-13]。张永康等[14]对不同温度下的冰柱做了准静态测试及动态测试，表明冰是一种对温度与应变率较为敏感的材料。Kim和Keune[15]进行了极高应变率下的冰弹撞击试验，并绘制了纯冰在不同应变率下的抗压强度图表。Carney等[16]进行了冰柱高速冲击压力传感器的试验，通过试验得到了冰的材料模型参数。任晓辉[17]从冰的基本力学行为研究入手，通过宏观、细观及微观3方面对冰的韧脆转变过程进行了研究。……