【摘要】：應(yīng)大量非對稱作戰(zhàn)的需求,輪式戰(zhàn)術(shù)車輛需要具有高機動性和安全性的特征,這也要求車身裝甲向著輕型化的方向發(fā)展。原來厚重的裝甲鋼已經(jīng)不能滿足要求,需要采用新型的輕質(zhì)復合裝甲。本文在輕質(zhì)復合裝甲抗彈機理研究的基礎(chǔ)上,采用數(shù)值模擬與試驗驗證相結(jié)合的方法對輕質(zhì)復合裝甲進行正向分析與設(shè)計開發(fā),形成一套正向開發(fā)輕質(zhì)復合裝甲的技術(shù)路線。方案以7.62 mmm穿甲燃燒彈為抵御目標,采用氮化硅陶瓷、防彈鋼和高強度鋁合金三種材料進行輕質(zhì)復合裝甲的分析與設(shè)計。文中首先對陶瓷復合裝甲的抗彈機理進行了研究,提出了裝甲抗彈性能的評價方法、驗收指標和設(shè)計原則。然后對材料進行動態(tài)壓縮試驗和輕氣炮試驗以獲取材料的動態(tài)力學性能參數(shù),對標樣件的實彈射擊試驗結(jié)果來驗證數(shù)值模擬分析的精確性。在此基礎(chǔ)上,對陶瓷板的面板材料、背板材料和陶瓷層數(shù)進行了數(shù)值模擬分析。分析發(fā)現(xiàn)鋼作為面板材料對制式彈彈頭初期的鈍粗作用更為明顯;雙層陶瓷可以有效的減輕外層陶瓷的碎裂情況,但是同時也降低了陶瓷層的抗彈性能;相同面密度下的鋁合金作為背板能夠為陶瓷板提供更大的剛度,增強裝甲的抗彈性能;陶瓷復合裝甲應(yīng)緊貼車身以獲得更大的剛度支撐。參考分析結(jié)果,提出了一種鋁合金面板+單層陶瓷面板+鋁合金背板+車身鋼板的裝甲結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并進行了尋優(yōu)設(shè)計。本文還對車身薄弱區(qū)和裝甲薄弱位置進行了分析與補強設(shè)計。設(shè)計了裝甲與車身的連接結(jié)構(gòu),同時對輕質(zhì)復合裝甲與車身的適應(yīng)性進行了分析。
【圖文】：

也是一種應(yīng)用比較廣泛的裝甲材料，研宄表明鋁合金裝甲在防７甲彈方面的表現(xiàn)要比均質(zhì)防彈鋼好但是鋁合金的缺點也有很合金在受到攻擊而產(chǎn)生抗拉應(yīng)力時常發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。另外鋁在寒冷地區(qū)如俄羅斯等便很少采用鋁合金作為裝甲材料［１５］。逡逑維也是近來的熱點裝甲材料，其中芳綸和超高分子量聚乙烯纖維材料，其中Ｋｅｖｌａｒ也是芳綸的一種。其多以織物的形式與硬質(zhì)裝側(cè)破碎、鈍粗彈頭，防彈纖維織物位于裝甲內(nèi)側(cè)吸收子彈的剩余甲結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀逡逑材料相匹配的裝甲結(jié)構(gòu)也是增強裝甲抗彈性能的一個重要途徑。研宄的最簡單的輕型復合裝甲。Ｇａｍａ［１６］等采用了三明治結(jié)構(gòu)的和背板之間插入泡沫閉孔鋁金屬層，以減少應(yīng)力波的傳輸。茍瑞沫鋁結(jié)構(gòu)的復合裝甲，如圖１．１所示，發(fā)現(xiàn)泡沫鋁可以充分降低蘭［１８］設(shè)計了陶瓷柱＋多層背板的三明治結(jié)構(gòu)并研宄了背板材料及其示。還有一些新的設(shè)計思路，包括采用釘子形陶瓷插入背板結(jié)構(gòu)降低了裝甲間隙位置的抗彈性能。逡逑

結(jié)構(gòu)是當下研宄的最簡單的輕型復合裝甲。Ｇａｍａ［１６］等采用了三明治結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念，逡逑在陶瓷面板和背板之間插入泡沫閉孔鋁金屬層，以減少應(yīng)力波的傳輸。茍瑞君［１７］等設(shè)計逡逑研究了含泡沫鋁結(jié)構(gòu)的復合裝甲，如圖１．１所示，發(fā)現(xiàn)泡沫鋁可以充分降低背板的質(zhì)點逡逑速度。劉偉蘭［１８］設(shè)計了陶瓷柱＋多層背板的三明治結(jié)構(gòu)并研宄了背板材料及其抗彈機理，逡逑如圖１．２所示。還有一些新的設(shè)計思路，包括采用釘子形陶瓷插入背板結(jié)構(gòu)的孔中，但逡逑是這種方法降低了裝甲間隙位置的抗彈性能。逡逑泡襪鋁逡逑ｈｈｈｈｈｈｈｈ—鋁合金逡逑圖１．１含泡沫鋁吸波層的三明治結(jié)構(gòu)逡逑＾邐＾ｙ＂逡逑，邐＿邋N邐人邐—陶瓷柱板逡逑、逡逑邐－ｘ—第一層逡逑邐＼—第二層逡逑Ｉ邐Ｓ逡逑邐第三層逡逑圖１．２陶瓷柱＋背板三明治結(jié)構(gòu)逡逑滿蓬［１９］研究氧化鋁基陶瓷復合裝甲時，發(fā)現(xiàn)在一定厚度范圍內(nèi)，隨陶瓷厚度的提高，，逡逑復合裝甲的防護性能先迅速提高而后增長趨勢變緩的現(xiàn)象。陶瓷面板存在一最佳厚度，逡逑在此厚度時陶瓷面板能將其特性發(fā)揮到最大。逡逑在典型的三明治結(jié)構(gòu)上增加陶瓷板側(cè)向約束，形成了金屬封裝結(jié)構(gòu)，如圖１．３所示。逡逑李樹濤等研究了陶瓷四周約束金屬的厚度對裝甲的抗彈性能的影響，發(fā)現(xiàn)各約束層厚逡逑３逡逑
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TJ810.38

【參考文獻】

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本文編號：2629879