隨著新式兵器的殺傷力越來越大,對防彈材料的防彈性能要求也越來越高,各種防彈材料都朝著更安全、更輕質(zhì)、更舒適的方向發(fā)展,混雜纖維增強(qiáng)樹脂基防彈材料是未來新型防彈材料研究的熱點(diǎn)。影響混雜纖維防彈復(fù)合材料防彈性能的因素較多,如高性能纖維的混雜種類、混雜比例、混雜方式,以及樹脂的組合選用、成型工藝等都將對其防彈性能產(chǎn)生或多或少的影響。以防彈性能優(yōu)異的超高分子量聚乙烯纖維為防彈基材,輔之以剛性較好的纖維如碳纖維提高防彈復(fù)材的剛性,可以制備出新一代性能優(yōu)異的防彈復(fù)合材料。為研發(fā)出更加輕質(zhì)、安全的防彈復(fù)合材料,本文從模擬和制備兩方面入手。首先,設(shè)計出不同組分、不同鋪層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)防彈復(fù)材,然后利用Virtual Performance Solution（VPS）對所設(shè)計防彈復(fù)材的抗侵徹特性進(jìn)行模擬,在模擬分析的基礎(chǔ)上,制備出纖維增強(qiáng)防彈復(fù)材并進(jìn)行打靶實(shí)測,最后根據(jù)實(shí)測結(jié)果優(yōu)化防彈復(fù)合材料設(shè)計。模擬結(jié)果顯示,在相同的鋪層結(jié)構(gòu)及纖維體積分?jǐn)?shù)條件下,PE層合板（UHMWPE纖維增強(qiáng)聚乙烯樹脂）在較低的沖擊速度325m/s下防彈特性優(yōu)于CF層合板（CF增強(qiáng)環(huán)氧樹脂）,但在較高沖擊速度525m/s、725m... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 防彈機(jī)理簡介
    1.3 高性能纖維在防彈復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.1 Kevlar纖維在防彈復(fù)材中的應(yīng)用
        1.3.2 UHMWPE纖維在防彈復(fù)材中的應(yīng)用
        1.3.3 碳纖維及PBO纖維在防彈復(fù)材中的應(yīng)用
        1.3.4 混雜纖維在防彈復(fù)材中的應(yīng)用
    1.4 應(yīng)用于沖擊模擬的分析軟件
    1.5 本文的研究目的及內(nèi)容
第二章 模擬流程及實(shí)驗材料、方法
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 虛擬性能解決方案-Virtual Performance Solution（VPS）簡介
        2.2.1 虛擬性能解決方案-Virtual Performance Solution
        2.2.2 VPS的分析功能
        2.2.3 VPS的工業(yè)應(yīng)用
    2.3 建立模型及劃分網(wǎng)格
    2.4 定義材料
        2.4.1 線性應(yīng)力-應(yīng)變模型
i,σ_i）組合得到的單應(yīng)力-應(yīng)變曲線">        2.4.2 通過一系列（E_i,σ_i）組合得到的單應(yīng)力-應(yīng)變曲線
i,σ_i）得到的單應(yīng)力-應(yīng)變曲線">        2.4.3 通過點(diǎn)（ε_i,σ_i）得到的單應(yīng)力-應(yīng)變曲線
    2.5 定義邊界條件
    2.6 導(dǎo)出pc格式的計算文件并計算
    2.7 觀察后處理結(jié)果
    2.8 實(shí)驗材料及實(shí)驗方法
        2.8.1 實(shí)驗原料及儀器
        2.8.2 制備與測試方法
第三章 基于VPS軟件模擬的理論基礎(chǔ)及參數(shù)確定
    3.1 前言
        3.1.1 基于顯式求解方法
        3.1.2 基于隱式求解方法
    3.2 CF/UHMWPE纖維增強(qiáng)單層板的分析模型
        3.2.1 ITYP=0單向復(fù)合材料兩相單層板模型
        3.2.2 兩相模型及其自然坐標(biāo)系
        3.2.3 兩相模型的彈性特性
        3.2.4 兩相模型的損傷特性
第四章 CF/UHMWPE纖維增強(qiáng)復(fù)合材料沖擊動力學(xué)模擬
    4.1 前言
    4.2 問題描述
    4.3 彈體速度對復(fù)合材料防彈特性的影響
    4.4 鋪層角度對復(fù)合材料防彈特性的影響
    4.5 纖維體積分?jǐn)?shù)對復(fù)合材料防彈特性的影響
    4.6 CF/UHMWPE混雜纖維復(fù)合材料的防彈特性
第五章 CF/UHMWPE纖維增強(qiáng)防彈復(fù)合材料特性研究
    5.1 引言
    5.2 防彈插板的制備
    5.3 實(shí)驗結(jié)果及討論
        5.3.1 鋪層結(jié)構(gòu)對防彈特性的影響
        5.3.2 鋪層角度對防彈特性的影響
        5.3.3 成型壓力對防彈特性的影響
        5.3.4 加入碳纖維對UHMWPE纖維防彈特性的影響
    5.4 防彈機(jī)理研究
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
參與的科研項目
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高性能纖維在防彈復(fù)合材料中的應(yīng)用[J]. 楊坤,朱波,曹偉偉,王永偉,周珊珊.  材料導(dǎo)報. 2015(13)
[2]現(xiàn)代防彈材料[J]. 江潔,董俠,陳美玉,來侃,王篤金.  材料導(dǎo)報. 2013(11)
[3]不同牌號聚乙烯-應(yīng)力應(yīng)變曲線簡析[J]. 陳光巖,鄒育剛,呂士瀛,曹晶磊,于現(xiàn)建,王宏偉.  彈性體. 2012(04)
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碩士論文
[1]玻璃纖維紗線與芳綸紗線毛羽檢測與檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計[D]. 褚旭.東華大學(xué) 2015
[2]樹脂基厚向混雜防彈復(fù)合材料的制備及侵徹機(jī)理研究[D]. 柴曉明.浙江理工大學(xué) 2014
[3]Kevlar129織物/PA防彈復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 程建芳.浙江理工大學(xué) 2013
[4]層間混雜復(fù)合材料體系設(shè)計與抗沖擊性能數(shù)值模擬研究[D]. 趙偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]PBO纖維表面常壓等離子體處理研究[D]. 胡倩倩.東華大學(xué) 2012
[6]纖維復(fù)合材料沖擊數(shù)值分析[D]. 馬志壘.鄭州大學(xué) 2010



本文編號：3123315