基于弹丸爆炸毁伤效应的复合材料与结构研究进展

军用地面装备的方舱化已成为当代不可逆转的发展趋势,但由于结构特点的限制,军用方舱的防护能力较弱。为了提高方舱在现代战争中的生存能力,基于弹丸爆炸毁伤效应的复合材料与结构的研究受到世界各军事强国的高度重视,得到了全面发展。弹丸爆炸的毁伤效应主要包括高速破片的侵彻效应与冲击波的破坏效应,文章回顾了军用方舱的发展历程,从防破片侵彻、防冲击波破坏以及防复合破坏效应等方面详细综述了复合材料与结构的研究进展和应用现状。     

弹性体防弹材料的研究进展

众所周知弹性体材料以其良好的弹性为其性能的主要表现方面,具有较小的密度和较大的断裂伸长率,玻璃化温度一般在室温以下,常态是橡胶态。近几年,弹性体材料防弹性能的研究成为了防弹材料领域新的热点,弹性体对装甲板,防弹头盔,建筑物等的防弹防爆性能有很好的提升。本文从弹性体防弹的机理与应用研究进展展开了论述,也展望了弹性体防弹材料的研究前景。     

军用空调器的技术指标及设计依据

随着军用电子技术的发展以及军用设备的机动性,可搬移性等要求,军用电子车辆和方舱的需求量愈来愈大。而箱式车和方舱内的电子设备,对使用环境的要求也非常高,因此几乎所有的箱式车和方舱都配备有空调系统。因为军用设备使用的地域广阔,环境恶劣以及机动性要求,这样就给空调设备提出了不同于民用空调的要求。这些要求主要是可靠性、环境条件、冲击振动及电气性能等方面的要求。 我单位在90年代初接受了一项军用电子项目。当时市场尚无满足军用设备要求的空调器,后与空调器生产厂家协商研制军用空调.现已能批量生产。但到目前为止,仍无军用空调器的专业指标和标准。因此我们参考了民用空调的国家标准以及与我们设备有关系的军用电子设备的标准,同时考虑到我国的现有水平,制订了除满足一般民用空调以外的一些技术指标。本文就这些技术指标进行论述,以有利于希望研制军用空调器的厂家参考。同时也希望能尽快制订出空调器的军用标准。     

方舱日照热效应试验影响因素分析

为解决方舱日照热效应试验时舱顶温度不均匀、难以达到试验条件的问题,按照GJB 2093-1994《军用方舱通用试验方法》对方舱进行日照热效应试验,监测方舱顶部湿度及相应的试验环境,根据监测数据分析影响方舱日照热效应试验的各种因素.实践证明:辐射强度、风速和方舱自身特性等因素对方舱顶部温度影响很大,试验人员应采取措施避免或减小各种因素的影响.     

仿生柔性防护装具的设计及防弹性能测试

依据仿生学原理,借鉴硬骨鱼鳞的微观结构及叠加模式,设计并制备了6套仿生柔性防护装具。使用了两种复合鳞片,分别为SiC陶瓷-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合防护鳞片和Al₂O₃陶瓷-UHMWPE复合防护鳞片。对柔性防护装具进行侵彻测试,分析了复合鳞片类型、覆盖角度和子弹侵彻位置对柔性鳞片防护装具防弹性能的影响。结果表明,新型柔性鳞片状防护装具均能成功抵挡速度为(445±10) m/s的手枪弹(铅芯)侵彻,垫层材料的凹陷深度为5~20 mm。SiC-UHMWPE复合鳞片防护装具的防弹性能显著优于Al₂O₃-UHMWPE复合鳞片防护装具。此外,柔性防护装具的防弹性能均随着鳞片覆盖率的增加而提高。本研究成果为新型柔性防护装具的设计提供理论依据和科学指导。      

防弹纤维的近况和技术进展

正防弹纤维材料有很多种,但迄今最常用的还是对位芳酰胺纤维(P-ARF)和超高相对分子质量聚乙烯纤维(UFMWPEF)。近年来这2种纤维在成形工艺技术上都有重大突破,使防弹产品进一步实现轻量化、高性能化和舒适化。聚苯并双噁唑(PBOF)可通过分子结构改性,改善其耐紫外光和储存稳定性。芳杂环类的芳纶Ⅲ等系列产品,因成本高,主要用于国防军工的防弹防爆领域。人造蜘蛛丝是氨基酸类的高度取向纤     

防爆墙材料与结构研究进展

防爆安全是世界各国普遍关注的安全防护领域之一,简述了传统沙袋、钢筋混凝土、水体防爆墙的结构特点,重点介绍了高性能纤维材料、多孔材料、表面喷涂材料在新型轻质高强防爆结构中的应用研究,综述了每种材料在各自结构中所起的支撑、吸能、防破坏等作用,以及多层功能复合防爆结构与异形防爆结构的特点与研究进展。并依据防爆墙轻质高强、快速搭建的市场需求提出了目前研究与应用中存在的问题以及后续研究的重点环节。     

弹道防护用先进复合材料弹道响应的研究进展

本文对弹道防护用先进复合材料的弹道响应研究及其在工程领域的应用现状进行了综述。首先,基于工程应用研究的试验结果,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维、对位芳香族聚酰胺(PPTA)纤维、芳Ⅲ纤维、聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维和聚酰亚胺(PI)纤维等高性能纤维的防弹性能及其复合材料在弹道防护工程领域的应用现状进行了概述,近年来先进复合材料的防弹性能随着纤维力学性能的突破而逐渐提高;其次,讨论了先进复合材料弹道响应的影响因素及其作用机制,发现先进复合材料的塑性拉伸变形是其抵挡弹丸侵彻的主要防弹机制;最后,对弹道防护用先进复合材料的研究方向进行了展望。      

陶瓷基透明防弹装甲研究进展

随着军用载具所受威胁的不断升级,对于驾驶舱的防护要求也在增加.传统以防弹玻璃为主的透明装甲已难以满足使用要求.更轻更薄的陶瓷基透明装甲正在逐渐成为主流选择.与其他防弹装甲相似,透明防弹装甲的主要研究方向包括:寻找性能更优的材料用于装甲组件;通过实验或计算机模拟对结构设计与弹道实验进行指导;更加深入地了解装甲材料所需的主要性能、系统整体性能以及整个系统各组件之间的相互影响.依据这一思路,本文首先简要综述了陶瓷透明防弹装甲研究较多的三种迎弹面陶瓷材料的优缺点、制备工艺以及各自的发展及应用水平,三种陶瓷中蓝宝石的静力学参数最优,而实际防弹效果则以多晶陶瓷更好,导致这一现象的原因主要是两类陶瓷碎裂模式的不同产生的弹丸-陶瓷相互作用效果的差异;然后对多晶陶瓷、单晶、玻璃三种类型材料高应变率下的裂纹扩展特性和防弹性能进行了讨论,高应变速率下材料裂纹扩展特性对冲击能量/速率是敏感的,多晶陶瓷是沿晶断裂和穿晶断裂的复合扩展方式,蓝宝石高能冲击下裂纹扩展特征类似多晶陶瓷,临界能量以下则以沿特定晶面的解理断裂为主;最后对透明防弹装甲各功能层的选材标准和结构设计原则进行了总结与展望,迎弹面优选高杨氏模量、高硬度的细晶粒多晶陶瓷材料,中间层选用具有良好的断裂韧度、高弯曲刚度以及将破碎控制在较小范围的能力的材料,背弹面要求材料具有一定的延展性和低密度的特点.各层之间需相互配合才能实现透明陶瓷装甲防弹效能的最大化.     

弹药储运方舱战技指标论证

目的通过研究弹药储运方舱的战技指标,为下一步设计和生产提供依据。方法结合弹药技术特点、弹药保障环境、弹药包装标准等约束因素,运用多约束设计理论确立弹药储运方舱战术技术指标。结果从质量尺寸指标、防护指标和使用指标等方面对弹药储运方舱系列指标进行了论证,确立了3个大项11个小项的战技指标。结论初步建立了弹药储运方舱战技指标体系。     

弹药防殉爆包装技术研究进展

目的 研究防殉爆相关领域内性能优异的复合材料,以求推动防殉爆包装技术的发展,更好地满足未来战争的需求。方法 从对比国内外弹药包装的研究进展出发,着重介绍防殉爆包装技术原理及应用实例,并介绍相关领域内性能优异的复合材料,为弹药防殉爆包装提供参考。结果 防殉爆包装的主要原理包括隔爆、泄爆、抗震和缓冲等,因此需要加强对防殉爆包装材料的阻燃性能、包装设计和抗冲击性等方面的研究。结论 阻燃防爆材料和防弹抗爆材料的性能均十分优异,尤其是由聚合物制成的复合材料和由石墨烯增强的纤维复合材料,它将在弹药防殉爆包装领域具有十分广阔的应用前景。     

防弹复合材料结构及其防弹机理

探讨了弹块与防弹复合材料的作用机理,分析弹块在侵彻过程中复合材料吸能方式和破坏模式的变化,提出了防弹复合材料的结构设计概念.分别研究了单根纤维性能、织物结构、树脂性能、基体含量和复合材料界面粘接强度等因素对防弹性能的影响,并指出目前存在的不足,以期为今后防弹复合材料的结构设计提供借鉴.     

共聚型网状聚氨酯抑爆材料的应用

目的评价共聚型网状聚氨酯抑爆材料的使用性能和抑爆功能。方法介绍共聚型网状聚氨酯抑爆材料的抑爆机理,针对车辆燃油箱的使用工况及抑爆考核要求,模拟油箱装填抑爆材料后对油箱开展加油、振动、高温贮存等适用性试验,以及带油补焊、40 mm火箭弹静爆等抑爆试验。结果该材料具有较好的消沫功能,能降低油料中固体颗粒污染物含量,高温长贮后0号柴油与-35号柴油中的固体颗粒污染物含量分别为空白油样的37.6%,52%,对油箱进行带油补焊试验过程中、补焊完成后的射击测试,以及40 mm火箭弹的静爆试验均未发生爆炸。结论共聚型网状聚氨酯抑爆材料与燃油的相容性较好,具有优异的抑爆性能。     

红外隐身防护材料研究进展

目的 综述近年来国内外先进的红外隐身防护材料技术的研究进展,并对红外隐身材料的未来进行展望。方法 从红外探测技术与红外隐身原理出发,着重介绍低发射率材料、控温材料、新型智能红外隐身材料以及协同复合材料等一系列有优异性能的材料。结果 红外隐身可通过降低物体表面温度及降低物体表面辐射率来实现,依据这两方面原理研制的红外隐身防护材料具有良好的隐身效果。结论 不同种类的红外隐身材料具有不同的特点,已广泛运用于军事装备、织物等方面,但依然存在一些不足,未来要针对不同应用环境要求进一步优化,以期满足现代化战争需求。     

Military applications of high accuracy frequency standards and clocks

The application of frequency control and timing devices in modern military electronics systems is reviewed. The manner in which the stability and accuracy of these devices impact the performance of military communication, navigation, surveillance, electronic warfare, missile guidance, and identification-friend-or-foe (IFF) systems is discussed.     

中密度纤维板在军用药材配套包装上的应用

主要介绍了中密度纤维板在药材配套包装上的应用情况。分述了部队用医疗箱箱体材料性能、箱体的结构设计及箱体防护性能试验情况。     

新时代军品包装的发展方向

目的 针对现代战争对装备物资器材的保障需要,系统研究论证新时代军品包装发展方向,为下一步军品包装发展提供借鉴参考.方法 通过需求论证和对比分析,厘清装备(器材)物资保障和现代军事物流建设对军品包装的需求,结合现代战争新样式新特点,按照不同需求、不同领域、不同层次,提出未来一段时期内军品包装的关注重点和发展动向.结果 军品包装要适应新时代军事战略方针,聚焦实战要求,坚持创新驱动,向综合防护、现代军事物流包装、智能化、功能性、绿色方向发展.结论 军品包装与装备(器材)物资效能发挥、战斗力提升息息相关,要紧扣需求、紧贴战场、紧盯前沿,大力推动军品包装新质保障力生成.     

一种新型轮胎的设计与分析

 为了提高轮胎的防刺破、防爆胎和安全防弹性能,减轻重量,提出一种用于某型轮式特种车辆的无气轮胎,探索出一种新的轮胎设计方法.通过力学分析,建立了轮胎的结构模型,并利用有限元分析软件ANSYS对轮胎进行与地面的非线性大变形接触分析,获得车辆静态承载时车轮的受力与变形关系及应力分布情况,得到一些重要的设计参数,从而可以合理选材,改善胎体结构,优化设计方案.通过变形和接触力的关系得到轮胎的径向刚度曲线,为下一步的仿真分析提供重要的刚度参数.