在弹体侵彻过程中，引信系统中的螺栓法兰连接面临高强度冲击与复杂非线性振动，高频振动严重干扰信号采集与处理。传统缓冲材料（如聚氨酯泡沫、环氧树脂）虽能吸收部分冲击能量，但难以有效抑制高频振动，甚至可能引入额外噪声。本研究创新性地将剪切增稠流体（STF） 作为填充材料引入螺栓法兰连接界面，系统评估了其在极端冲击下的振动抑制能力与能量耗散机制。

图1 试验装置与试验所用材料

本研究采用57%体积分数的二氧化硅-聚乙二醇（PEG）STF悬浮液，其独特之处在于：在低剪切率下呈流体状态，而在高速冲击引发的高剪切率下瞬间转变为类固体状态，实现可逆、自适应的能量吸收。通过改进的分离式霍普金森压杆（SHPB）实验平台，模拟了实际冲击环境（冲击速度7–14 m/s，脉冲宽度45–190 μs），并同步结合高速应变采集与频谱分析（FFT），精确对比了无填充、环氧树脂填充及STF填充三种配置下的动态响应。测试结果显示：

1.STF填充使法兰结构的振动响应区域持续时间缩短约34%（从273 μs降至180.5 μs），振幅降低逾70%，显著优于环氧树脂填充与无填充工况；

      2. 在50–400 mm弹长（即不同脉冲宽度）的冲击下，STF均表现出良好的振动抑制效果。在100 mm弹长工况下虽因共振出现振幅峰值，但STF仍显著降低了振动持续时间。

图2 实验结果

STF的振动控制优势源于其动态粒子阻塞效应：冲击下粒子瞬间形成无序团簇，耗散能量并抑制波传播。同时，其可逆流变特性确保了多次冲击下的性能稳定性，优于环氧树脂的固化后刚性行为。研究结果证实STF作为一种智能填充材料，能够同时实现冲击能量吸收与高频振动抑制，且不干扰结构原有的力传递特性。其为引信、精密仪器等受限空间下的连接结构提供了新型振动控制解决方案，具有显著的工程应用前景，有望替代传统环氧树脂等材料，提升装备在极端冲击下的可靠性与信号质量。相关研究成果已经发表在国际知名期刊Smart Materials and Structures上，DOI： 10.1088/1361-665X/aadf6c