编织复合材料弹道冲击破坏形态及模式

通过观测 1 2× 4型和 1 2× 6型两种厚度 Twaron/环氧四步法三维编织复合材料在 3 0 0～ 70 0 m/ s速度范围内弹道冲击破坏的宏观形态和细观形态 ,发现复合材料在受弹道冲击的入射面以纤维和基体剪切、压缩破坏为主要破坏模式 ,出射面以纤维拉伸破坏为主要破坏模式 .在三维编织复合材料弹道冲击破坏分析计算中 ,破坏模式的确立可使破坏准则的选择更准确合理 ,对进一步改进复合材料抗弹靶体的结构设计和材料设计有指导作用     

三维编织碳纤维增强铝基复合材料的制备研究

以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料性能进行表征。结果表明:紧密编织的三维编织碳纤维较宽松结构的三维编织碳纤维,与铝合金基材的浸润性和相容性更好,铝合金在与三维编织碳纤维复合后拉伸强度与硬度均提升。     

编织复合材料防护部件抗爆炸冲击性能研究

为得到编织程度与抗冲击性能间的关系,通过爆炸分离试验,对比4种编织复合材料的抗爆炸冲击性能。结果表明,机织结构的性能最优,针织次之,而传统的二步法和四步法较差,在2.0 g/m装药情况下均出现严重的分层损伤,说明层间强度与沿厚度方向编织程度密切相关。传统四步法编织复合材料的数值分析结果验证了±45°方向分层损伤的发生,指出层间强度是影响其抗爆炸冲击性能的最主要因素。     

2.5维编织复合材料经向拉伸弹性性能预测

为研究不同结构2.5维编织复合材料的经向拉伸弹性性能,提出一种2.5维编织复合材料经向拉伸弹性性能预测方法.通过非线性多尺度材料设计与分析,进行弯联结构和直联结构2.5维编织复合材料代表性体积元(RVE)模型的经向拉伸弹性性能仿真计算,对RVE模型进行经向拉伸弹性模量和经向拉伸破坏形式的预测.为校验该方法预测结果的准确...     

埋头弹火炮零维内弹道模型及计算

基于对埋头弹火炮主要特点的分析,重点考虑气体泄漏的因素和弹丸挤进时的动态冲击效应,建立了零维即集．总参量法内弹道模型并对埋头弹火炮内弹道性能进行了模拟．结果表明,影响其内弹道诸元的关键因素为漏气及弹药的结构．     

基于神经网络的UHMWPE复合材料防弹性能研究

提出了一种基于神经网络的弹道试验数据处理方法,建立了UHMWPE纤维复合材料防弹性能分析的BP神经网络模型,并基于模型研究靶板的面密度、弹片的入射速度、冲击方式等因素对材料防弹性能的影响。     

芳纶叠层织物弹道贯穿建模及实验

讨论芳纶叠层织物的弹道贯穿模型及其验证工作．主要研究工作有：①叠层织物弹道冲击贯穿运动学模型的改进；②芳纶叠层织物弹道贯穿实验；③为揭示芳纶纤维弹道冲击过程中的高应变率特征而进行的高应变率冲击拉伸实验；④模型数值化计算．结果表明经改进的叠层织物弹道贯穿运动学模型具有较好的准确性．     

Twaron织物树脂层压复合材料靶板剩余速度的研究

利用MTS801材料测试系统，旋转盘式杆杆型冲击抖动拉伸试验装置和弹道冲击侵彻测试装置，分别对Twaron纤维材料的应变率效应，Twaron织物树脂层压复合材料靶板的准静态和弹道冲击侵彻进行了测试研究，提出了基于准静态侵彻测试结果的预测Twaron织物树脂层压复合材料靶板剩余速度的简单能量模型。     

氧化锌改性芳纶织物的抗弹道冲击性能的数值模拟

芳纶织物由于其低密度、高模量、高强度特性被广泛应用于人体防弹领域，为提高芳纶织物的抗弹性能，通过纳米氧化锌颗粒种植生长对芳纶织物进行改性，开展电镜观察、准静态拉伸试验、纱线拉拔试验、弹道冲击试验和数值模拟工作，得到了氧化锌改性织物的力学性能和弹道性能。研究结果表明：氧化锌颗粒的种植增加了纤维之间的结构互锁与表面粗糙度，氧化锌改性织物的纱线间摩擦系数较纯织物提高了282%,弹道极限速度较纯织物提高了54.5%,且吸能与比吸能性能显著优于纯织物；通过细观纱线模型对织物的弹道冲击过程进行模拟，仿真结果与弹道试验结果具有良好的一致性，进一步说明了纱线间摩擦系数和拉伸强度的提升可以作为提高织物的抗弹道冲击性能的有效手段，为氧化锌改性织物在柔性防弹领域的应用提供了理论依据。     

3DSiO_(2f)/Si_3N_4-BN复合材料烧蚀形貌及表面粗糙度研究

采用三维形貌及表面粗糙度测量系统研究三维石英纤维增强氮化物基复合材料的烧蚀形貌及表面粗糙度,运用Origin软件对所得形貌及表面粗糙度进行分析。结果表明,氮化物基复合材料在高压高热流等离子体烧蚀下表面粗糙度受烧蚀状态影响明显,随着等离子气流压力和热流密度的提高,表面粗糙度增加。提高材料密度及石英纤维编织件编织均匀性可以降低表面粗糙度并提高材料耐烧蚀性能。     

某车载速射迫击炮上架有限元模态分析

为验证某型车载速射迫击炮上架设计的合理性,利用 Abaqus 有限元软件,对车载速射迫击炮上架有限元 模态进行分析。采用等效质量的方法,在 Solidworks 中建立上架 3 维模型,通过对上架及自动机和高低机的装配体 结构进行有限元模态分析,计算出其前 20 阶的固有频率和振型。研究结果表明：该设计是合理的,能避开迫击炮的 射击频率,可为上架的进一步结构优化及武器试验基地的射击试验提供参考。     

纤维表面处理对三维编织碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响

在对长碳纤维 /环氧复合材料 (Cl/Ep)研究的基础上 ,重点研究了纤维空气氧化和次氯酸钠氧化对三维编织碳纤维 /环氧复合材料 (C3D/Ep)力学性能的影响。结果表明 ,纤维表面处理可显著增强纤维 /基体的界面结合强度 ,使其力学性能大幅度提高。其中 ,空气氧化效果最为明显     

三维纺织复合材料在兵器上的应用

综述了三维纺织复合材料在兵器上的应用。主要内容包括：纤维织物的力学性能以及在兵器上的应用。并对其发展方向提出了几点看法     

近水面水下爆炸对结构冲击的数值模拟

采用AUTODYN数值计算软件,对彭托利特炸药近水面爆炸时对圆柱壳体的冲击加载过程进行了数值模拟。计算时,在炸药及其附近水域建立足够细密的二维Euler网格模型,以捕捉初始冲击波的高频特征;并将计算结果映射到三维流固耦合模型中继续计算,较好地解决了计算精度和计算耗时之间的矛盾;同时选择了合理的材料模型参数和网格单元类型。数值计算结果与实验吻合较好。计算方法对结构抗冲击数值模拟具有一定的参考意义。     

弹丸对混凝土中钢筋结构侵彻效应研究

根据弹丸与钢筋直接发生作用的情况,提出弹丸侵彻钢筋混凝土的近似模型。利用该模型得到弹丸侵彻钢筋混凝土过程中弹丸的加速度时间历程。计算结果与实验结果符合较好。用该模型分析不同配筋结构、配筋尺寸、网眼尺寸对侵彻深度和侵彻过程的影响。结果表明,网眼间距和钢筋直径对侵彻深度影响较大,钢筋混凝土在钢筋层较集中的一侧抗侵彻能力较强。     

基于稀疏化LS-SVM的漏磁缺陷三维轮廓重构

漏磁缺陷轮廓重构是指由检测到的漏磁信号重构缺陷轮廓及参数,是实现漏磁反演的关键。将最小二乘支持向量机( LS-SVM)应用于漏磁缺陷的三维轮廓重构中,并对LS-SVM采取了稀疏化处理,将漏磁信号磁通密度法向分量Bz作为支持向量机网络的输入,缺陷的几何参数长度、宽度、深度作为输出,由实验测量数据和三维有限元仿真计算得到的仿真数据组建样本库。建立了由缺陷的漏磁信号到缺陷三维轮廓图的映射关系,实现了缺陷三维轮廓的重构。实验结果表明：该方法具有很高的精度和很好的泛化能力,同时对噪声也有一定容忍能力。     

碳纤维/环氧树脂复合材料钻削温度场建模与试验

碳纤维/ 环氧树脂(C/ E)复合材料具有轻质、高模量、高比强度等优良特性在航空航天等领域有广泛的应用,但由于其各向异性、层间强度低、导热系数小和树脂对温度敏感等特点,导致钻孔加工中热量很容易聚集,形成很高的温度梯度,极易产生分层、毛刺等缺陷。以C/ E 复合材料钻孔过程中温度场的分布及变化为研究对象,依据传热学的基本原理,采用有限差分法(FDM),建立了C/ E 复合材料钻削温度场模型,探讨切削温度沿纤维方向的分布规律。采用硬质合金钻头开展C/ E 复合材料钻孔测温试验,采用预埋热电偶方法测量纤维方向不同处的温升,采用红外测温的方法测量出口处温度场分布。通过对试验结果和模型仿真结果对比分析可知:温度场仿真模型有较高的准确性,出口处温度场分布呈椭圆形,平行纤维方向时温升较高。     

导弹等效密度有限元模型的模态分析

分析包含很多非结构质量的细长体导弹的结构动力特性,需要简化的分析模型。针对以往方法0维点单元和3维实体单元等效非结构质量中存在的问题,提出等效密度法,即根据密度和刚度等效的原则,将非结构质量等效均布到壳体单元,修改壳体材料密度以保证其质量不变。应用3种方法分别建立了导弹有限元模型,并进行了导弹模态试验,将3种方法得到的模态频率与试验值比较,等效密度法建立的模型更为合理,应用简便。     

杆弹侵彻钢纤维混凝土靶板的工程近似分析

在土盘模型的基础上,把杆弹正侵彻靶板的二维轴对称问题,简化为弹丸的轴向侵彻运动和靶板"土盘"的径向运动两个准一维运动,并对杆弹侵彻钢纤维混凝土靶进行工程近似计算,其中钢纤维混凝土的锁应变本构模型考虑钢纤维含量、压力相关性、应变率效应的影响。计算的结果与实验结果相近,符合弹丸侵彻混凝土类材料靶板的规律。