Al 2 O 3 /TC4/Kevlar多層輕質(zhì)復(fù)合裝甲及抗侵徹性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-27 20:08
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)條件下,世界各軍事強(qiáng)國(guó)均致力于發(fā)展更靈活的軍事單元,隨著反裝甲武器攻擊性能日益高效及立體化,“機(jī)動(dòng)性”與“防護(hù)性”逐漸成為戰(zhàn)場(chǎng)上防護(hù)系統(tǒng)的新要求,抗彈能力更強(qiáng)、質(zhì)量更輕的復(fù)合裝甲成為裝甲防護(hù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。復(fù)合裝甲因其可設(shè)計(jì)性而展現(xiàn)出的優(yōu)異性能稱為已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。本文設(shè)計(jì)了一種輕質(zhì)多層復(fù)合裝甲,研究了 12.7mm穿甲彈侵徹多層復(fù)合裝甲的過(guò)程及其損傷機(jī)理,探究此裝甲結(jié)構(gòu)配置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于對(duì)多種裝甲防護(hù)材料的理解,采用A12O3、TC4、Kevlar制備多層復(fù)合裝甲,依據(jù)《GJB/59.18-1988》的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),對(duì)四組多層復(fù)合裝甲進(jìn)行12.7mm穿甲彈在820m/s速度下的垂直撞擊實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)比分析各結(jié)構(gòu)下的裝甲材料破壞機(jī)制,其中過(guò)渡TC4板與TC4背板厚度比為4:3時(shí),抗侵徹性能最好,面密度僅為99.3kg/m2,防護(hù)系數(shù)高達(dá)2.49,實(shí)現(xiàn)了輕質(zhì)高強(qiáng)的目標(biāo)。(2)采用ANSYS/Autodyn構(gòu)建了裝甲結(jié)構(gòu)的仿真模型,獲取裝甲結(jié)構(gòu)各分層的損傷破壞結(jié)果并對(duì)數(shù)值仿真方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,進(jìn)而利用數(shù)值仿真手段獲取彈體侵徹過(guò)程及彈體速度、加速...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1米來(lái)地而車輛的減重趨勢(shì)[4】??,
圖1.4喬巴姆裝甲結(jié)構(gòu)??德M在英ffl的“喬巴姆”結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做了改進(jìn)。由兩層金屬板(鋼-鋼或鋼-??鋁)中間插入磚塊一樣的小塊陶瓷組成的陶瓷層,如圖1.?4所示。在等重情況下,??這種結(jié)構(gòu)的裝甲與均質(zhì)裝甲鋼相比,抗lOOmm破甲彈能力可以提高三倍多。??20世紀(jì)60年代后期,俄羅斯主戰(zhàn)坦克T-64A采用“鋼+夾層材料+鋼”的??明治”裝甲結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱夾層裝甲),夾層可選擇的材料主要是高強(qiáng)度鋼、鍋??合金、鈦合金、陶瓷、玻璃纖維等。這一結(jié)構(gòu)沿用了將近20年,直到1985年的??T-80U坦克出現(xiàn)才告結(jié)束[|2]。??日本90式坦克的炮塔和車體前部,采用由軋制均質(zhì)鋼板和蜂窩狀陶瓷組成??的復(fù)合裝甲,炮塔兩側(cè)為間隔裝甲。該車的防彈能力相當(dāng)T?均質(zhì)鋼板的2-3倍[13]。??近年來(lái),美國(guó)的MIAI坦克上采用了鋼/貧鈾夾層/鋼夾層復(fù)合結(jié)構(gòu),該貧鈾??夾位七要山凱夫拉編織N及貧鈾品須組成[1\世界各國(guó)均致力于復(fù)合裝甲的發(fā)??展
v?3:v-?斗巧??1?’??圖2.1?A組裝甲試樣??2.2.2約束夾具設(shè)計(jì)??陶瓷性能的發(fā)揮與其約束條件息息相關(guān),為考量約束條件對(duì)本文設(shè)計(jì)復(fù)合裝??甲性能的影響,設(shè)計(jì)鋁合金工裝夾具進(jìn)行周向約束,進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),如閣2.2所??7J\?〇??r ̄l—n2Q?50??—#?#?廠??!??lX!?#?§20?—?一?§,??'?\?l-'i*?"?^?!??—?r??#?I?參働?—??a)約朿的A?4試樣閣?b)約束夾具設(shè)計(jì)圖??圖2.2?A>4靶板樣品及約束模具設(shè)計(jì)圖??綜上實(shí)驗(yàn)過(guò)程,本文制備4組實(shí)驗(yàn)靶板,記錄為A-l、A-2、A-3、A-4。其??中A-l、A-2為不使用夾具約束試驗(yàn),A-2、A-3靶板配置相同,其目的在于對(duì)比??15??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]彈靶作用過(guò)程中陶瓷基復(fù)合材料的表面駐留行為[J]. 高舉斌,王揚(yáng)衛(wèi),王富恥,孫見卓. 航空制造技術(shù). 2017(04)
[2]碳化硅陶瓷材料的制備工藝和應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 葉常青,吳振偉,王小偉,管法東. 信息記錄材料. 2014(04)
[3]鋼/芳綸/鋼三明治板抗高速破片侵徹性能研究[J]. 徐銳,戴文喜,徐豫新,馬峰,王樹山. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]陶瓷-鈦合金復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 楊偉苓,鐘濤,武海玲,白利紅,苗成,李樹濤. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(05)
[5]陶瓷/金屬?gòu)?fù)合裝甲抗侵徹研究進(jìn)展[J]. 尹志新,李言語(yǔ),梁興華,陸輝. 四川兵工學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]復(fù)合裝甲抗侵徹性能的數(shù)值分析[J]. 過(guò)超強(qiáng),趙桂平. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]輕型陶瓷/金屬?gòu)?fù)合裝甲抗彈機(jī)理研究[J]. 侯海量,朱錫,李偉. 兵工學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]鈦合金板抗12.7mm穿甲燃燒彈厚度效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 苗成,劉江南,鐘濤,李樹濤,武海玲,楊偉苓. 兵器材料科學(xué)與工程. 2012(05)
[9]動(dòng)能彈低速侵徹裝甲靶板過(guò)載數(shù)值模擬[J]. 余慶波,王海福,俞為民. 科技導(dǎo)報(bào). 2012(15)
[10]影響陶瓷裝甲抗彈性能的主要因素[J]. 張新杰. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2012(02)
博士論文
[1]層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)力學(xué)行為及應(yīng)力波傳播特性研究[D]. 楊震琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料的陶瓷損傷特性研究[D]. 王珍.武漢理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3462245
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1米來(lái)地而車輛的減重趨勢(shì)[4】??,
圖1.4喬巴姆裝甲結(jié)構(gòu)??德M在英ffl的“喬巴姆”結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做了改進(jìn)。由兩層金屬板(鋼-鋼或鋼-??鋁)中間插入磚塊一樣的小塊陶瓷組成的陶瓷層,如圖1.?4所示。在等重情況下,??這種結(jié)構(gòu)的裝甲與均質(zhì)裝甲鋼相比,抗lOOmm破甲彈能力可以提高三倍多。??20世紀(jì)60年代后期,俄羅斯主戰(zhàn)坦克T-64A采用“鋼+夾層材料+鋼”的??明治”裝甲結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱夾層裝甲),夾層可選擇的材料主要是高強(qiáng)度鋼、鍋??合金、鈦合金、陶瓷、玻璃纖維等。這一結(jié)構(gòu)沿用了將近20年,直到1985年的??T-80U坦克出現(xiàn)才告結(jié)束[|2]。??日本90式坦克的炮塔和車體前部,采用由軋制均質(zhì)鋼板和蜂窩狀陶瓷組成??的復(fù)合裝甲,炮塔兩側(cè)為間隔裝甲。該車的防彈能力相當(dāng)T?均質(zhì)鋼板的2-3倍[13]。??近年來(lái),美國(guó)的MIAI坦克上采用了鋼/貧鈾夾層/鋼夾層復(fù)合結(jié)構(gòu),該貧鈾??夾位七要山凱夫拉編織N及貧鈾品須組成[1\世界各國(guó)均致力于復(fù)合裝甲的發(fā)??展
v?3:v-?斗巧??1?’??圖2.1?A組裝甲試樣??2.2.2約束夾具設(shè)計(jì)??陶瓷性能的發(fā)揮與其約束條件息息相關(guān),為考量約束條件對(duì)本文設(shè)計(jì)復(fù)合裝??甲性能的影響,設(shè)計(jì)鋁合金工裝夾具進(jìn)行周向約束,進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),如閣2.2所??7J\?〇??r ̄l—n2Q?50??—#?#?廠??!??lX!?#?§20?—?一?§,??'?\?l-'i*?"?^?!??—?r??#?I?參働?—??a)約朿的A?4試樣閣?b)約束夾具設(shè)計(jì)圖??圖2.2?A>4靶板樣品及約束模具設(shè)計(jì)圖??綜上實(shí)驗(yàn)過(guò)程,本文制備4組實(shí)驗(yàn)靶板,記錄為A-l、A-2、A-3、A-4。其??中A-l、A-2為不使用夾具約束試驗(yàn),A-2、A-3靶板配置相同,其目的在于對(duì)比??15??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]彈靶作用過(guò)程中陶瓷基復(fù)合材料的表面駐留行為[J]. 高舉斌,王揚(yáng)衛(wèi),王富恥,孫見卓. 航空制造技術(shù). 2017(04)
[2]碳化硅陶瓷材料的制備工藝和應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 葉常青,吳振偉,王小偉,管法東. 信息記錄材料. 2014(04)
[3]鋼/芳綸/鋼三明治板抗高速破片侵徹性能研究[J]. 徐銳,戴文喜,徐豫新,馬峰,王樹山. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]陶瓷-鈦合金復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 楊偉苓,鐘濤,武海玲,白利紅,苗成,李樹濤. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(05)
[5]陶瓷/金屬?gòu)?fù)合裝甲抗侵徹研究進(jìn)展[J]. 尹志新,李言語(yǔ),梁興華,陸輝. 四川兵工學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]復(fù)合裝甲抗侵徹性能的數(shù)值分析[J]. 過(guò)超強(qiáng),趙桂平. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]輕型陶瓷/金屬?gòu)?fù)合裝甲抗彈機(jī)理研究[J]. 侯海量,朱錫,李偉. 兵工學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]鈦合金板抗12.7mm穿甲燃燒彈厚度效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 苗成,劉江南,鐘濤,李樹濤,武海玲,楊偉苓. 兵器材料科學(xué)與工程. 2012(05)
[9]動(dòng)能彈低速侵徹裝甲靶板過(guò)載數(shù)值模擬[J]. 余慶波,王海福,俞為民. 科技導(dǎo)報(bào). 2012(15)
[10]影響陶瓷裝甲抗彈性能的主要因素[J]. 張新杰. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2012(02)
博士論文
[1]層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)力學(xué)行為及應(yīng)力波傳播特性研究[D]. 楊震琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料的陶瓷損傷特性研究[D]. 王珍.武漢理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3462245
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