陶瓷块复合材料抗弹性能研究

用环氧树脂将陶瓷块复合成复合材料 ,在 7 6 2mm穿甲弹的撞击下 ,复合材料表现出 ,当复合材料中的陶瓷块尺寸小于 12mm时 ,防护系数随陶瓷尺寸的增加缓慢增加 ;而当陶瓷尺寸大于 12mm时 ,防护系数随陶瓷尺寸的增加快速增加。在抗弹过程中 ,相对于使弹体发生破碎的抗弹作用来说 ,陶瓷的磨削作用对抗弹性能贡献不大     

陶瓷复合装甲抗穿甲模拟弹厚度效应研究

试验采用底推式105mm穿甲模拟弹进行,研究陶瓷的厚度效应对抗穿甲性能的影响规律。采用DOP法评估陶瓷复合装甲的抗弹性能。研究结果表明：随陶瓷装甲厚度增加陶瓷复合装甲的防护系数降低;相同陶瓷装甲厚度下,多层陶瓷复合装甲比单层陶瓷具有更好抗弹性能。     

陶瓷球尺寸对金属基陶瓷球复合材料抗弹性能影响研究

利用LS-DYNA模拟分析软件,对金属基陶瓷球复合装甲材料进行抗弹性能有限元分析,计算陶瓷球尺寸对复合装甲材料抗弹性能的影响,并对金属基陶瓷球复合装甲材料的抗弹机理进行分析;通过靶试实验,进一步验证有限元计算结果。研究结果表明:金属基陶瓷球复合装甲材料的抗弹性能随陶瓷球尺寸增加而减小;6 mm陶瓷球对12.7 mm穿燃弹的抗弹性能最好;其抗弹性能主要通过高硬度陶瓷球对高速弹丸的磨损进而消耗弹丸的能量,从而大幅提高复合材料的抗弹性能来实现。     

大倾角陶瓷复合装甲抗弹性能研究

为了提高装甲车辆的防护和机动能力,减轻其自重,采用25mm弹道炮和底推式105mm穿甲模拟弹进行试验,研究大倾角陶瓷复合装甲结构单元中陶瓷的厚度、倾角、约束条件等因素对抗穿甲性能的影响规律。运用DOP法评估陶瓷复合装甲的抗弹性能。研究结果表明：在大倾角情况下,陶瓷复合装甲的防护系数同样随着厚度的增加而降低;陶瓷复合装甲外置时的抗弹性能比内置时高,内置使用时选择合适的厚度也能获得很好的抗弹性能。     

AZ抗弹陶瓷和SiC陶瓷抗弹性能对比研究

采用数值模拟计算和靶试验证的方式,用防护系数表征研究同等厚度的AZ(Zr O_2增韧Al_2O_3)陶瓷和Si C陶瓷制作的陶瓷复合板抗7.62 mm穿燃弹的性能。结果表明:同等厚度的AZ抗弹陶瓷和Si C陶瓷制作的陶瓷复合板抗7.62 mm穿燃弹的性能相当,用等厚度的Si C陶瓷代替AZ抗弹陶瓷制作的陶瓷复合板能减轻质量20%以上。     

陶瓷-钛合金复合结构优化设计与试验研究

基于改进的Florence模型,以最小面密度为设计准则,构建优化设计目标函数计算陶瓷-钛合金复合结构能够抗7.62 mm和12.7 mm穿燃弹侵彻时陶瓷-钛合金复合结构的最小面密度及陶瓷和钛合金的最佳厚度比,并设计了陶瓷-钛合金复合结构进行试验验证,以防护系数考核其防护能力。结果表明,试验防护系数与设计防护系数相差6%以内,优化设计方法可用于指导陶瓷-钛合金复合结构的优化设计。     

陶瓷-钛合金复合结构优化设计与试验研究

基于改进的Florence模型,以最小面密度为设计准则,构建优化设计目标函数计算陶瓷-钛合金复合结构能够抗7.62 mm和12.7 mm穿燃弹侵彻时陶瓷-钛合金复合结构的最小面密度及陶瓷和钛合金的最佳厚度比,并设计了陶瓷-钛合金复合结构进行试验验证,以防护系数考核其防护能力。结果表明,试验防护系数与设计防护系数相差6%以内,优化设计方法可用于指导陶瓷-钛合金复合结构的优化设计。     

陶瓷厚度与约束对陶瓷复合靶抗弹性能的影响

为研究陶瓷厚度与三维约束对陶瓷复合靶抗中等口径弹丸侵彻性能的影响,设计了3种陶瓷复合靶,采用30 mm模型弹进行侵彻试验,得到了靶体破坏与弹丸侵蚀特征以及侵彻过程高速摄像图像;基于数值模拟,分析了陶瓷厚度和约束对靶体极限速度和抗弹机制的影响.当复合靶平面尺寸不大时,陶瓷厚度和约束是影响抗弹性能的重要因素,增加陶瓷厚度与三维约束能有效提高抗弹能力.     

不同厚度陶瓷与钢背板复合抗弹丸穿甲能力的实验研究

采用12.7mm穿甲燃烧弹,研究陶瓷/钢复合装甲当陶瓷支撑钢板厚度不同时抗弹性能的变化情况.靶板采用Al2O3陶瓷作为面板,背板采用高强度钢板,装甲铝合金为基板,背板与面板之间应粘结良好.研究结果表明:陶瓷面板厚度为10mm时,随着钢背板厚度增加,整体结构的抗弹能力提高;陶瓷面板厚度为8mm,钢背板厚度为1～2mm时,抗弹能力随着背板厚度增加变化不显著;面/背板间高粘接强度可保证陶瓷面板具有优良抗弹性能.     

典型泡沫铝夹芯材料的枪弹侵彻仿真与实验

为考察枪弹打击下三明治型泡沫铝夹芯材料的防护性能,采用仿真分析与实弹打击试验相结合的方法,研究7.62 mm枪弹对不同面板配置泡沫铝夹芯材料的打击效果.结果表明:增加泡沫铝芯层后,金属层合材料的抗侵彻性能有大幅提升;入射、出射面板总厚度一致情况下,增大入射面板厚度能改善材料整体抗侵彻能力;入射和出射面板为Q235钢且芯层为均质泡沫铝时,在面板总厚度8 mm、芯层厚50 mm的结构配置下能够有效防护以735 m/s速度入射的7.62 mm步枪弹.该研究可为泡沫铝夹芯材料在军用装备抗弹防护中的应用提供参考.     

SiC陶瓷/UHMWPE纤维复合结构抗12.7mm穿甲燃烧弹试验与仿真

针对SiC陶瓷板、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维板层合而成的复合结构,为掌握组元厚度对其抗弹性能的影响规律,进行12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻试验,获得不同撞击速度下的侵彻效果。建立弹体对复合结构侵彻的有限元计算模型,并通过试验验证计算模型的可靠性。采用被验证的计算模型对12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻不同厚度组元的复合结构进行仿真计算,分析复合结构在弹体侵彻下的破坏机制及抗弹性能影响因素。研究结果表明：所建立的有限元模型能够可靠计算12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻效应;复合结构抗弹性能随组元厚度增加呈线性增加,SiC陶瓷对抗弹性能的影响较UHMWPE纤维板大;随SiC陶瓷与UHMWPE纤维板厚度比的增加,复合结构抗弹体侵彻性能先增强后减小,当厚度比在0.2~0.4之间时,复合结构抗弹体侵彻性能最佳。     

以气凝胶为夹层的复合结构抗弹性能研究

对气凝胶分别与防弹纤维、SiC/Al复合材料和陶瓷组成的复合靶板进行靶试试验,研究气凝胶作为夹层时复合结构的抗弹性能。结果表明：当防弹纤维后面加上气凝胶夹层后,强度较低的气凝胶夹层使防弹纤维面板的变形有了很大的扩展空间,复合靶板吸收弹头动能的能力大幅提高,同时可以有效防止弹头的非贯穿性伤害。SiC/Al复合材料后面加上气凝胶夹层后,复合靶板的抗弹性能提高不明显,但可以大幅提高复合材料受到冲击后的完整性。当气凝胶作为夹层放置在陶瓷面板后面时,陶瓷面板由于没有足够的支撑作用而发生弯曲破坏,反而导致整个复合结构的防弹能力降低。     

透气性金属－陶瓷复合材料热膨胀特性的研究

研究了以Ｆｅ、α－Ａｌ２Ｏ３、莫来石为原料备的透气性金属－陶瓷复合材料烧结尺寸变化率，以及制品在连续升温条件下热膨胀系数的动态变化规律。结果表明，该复合材料具有较小的烧结尺寸变化率和比各组分更低的热膨胀系数。     

碳纳米管/膨胀石墨复合材料制备及其8mm波衰减性能

通过高温下膨化多壁碳纳米管(MW CNTs)与可膨胀石墨混合物的方法,制得一种高导电率8 mm波干扰材料.采用扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和欧姆计等对其微观形貌和电磁性能进行了表征,采用测试样板法对其8 mm波二维静态衰减性能进行了测试.结果表明:高温热处理过程改变了碳纳米管(CNTs)的管状结构,熔化...     

Al/SiC陶瓷复合结构中Al约束厚度的数值优化

应用AUTODYN软件,以金属Al约束SiC陶瓷的轻型复合结构为研究对象,研究陶瓷背部、面部、侧面的约束层厚度对复合结构抗12.7 mm穿甲弹性能的影响。结果表明:对SiC陶瓷施加约束可提升陶瓷的防护性能;各约束层厚度均存在一合理值。进行约束层厚度优化,得到陶瓷组元抗弹潜能较充分发挥,且结构整体抗弹性能良好的轻型复合结构。     

弹丸头部对斜侵彻弹道偏转影响研究

通过对不同头部形状与组合材料的弹头对中厚钢靶的斜侵彻弹道对比研究,获得了尖卵形、截卵形与内凹截卵形,以及不同截卵位置、弹头长度和头部组合材料弹头对斜侵彻中弹道偏转的影响规律和侵彻过程中受到偏转力矩的变化规律。计算结果表明：截卵形弹弹道偏离角小,抗弹道姿态劣化的能力强,侵彻弹道相对稳定性好;弹头前端复合高密度、高硬度钨合金材料的弹丸侵彻能力强,弹道偏离角小。基于弹道侵彻过程偏转力矩与偏转角的时空演化特点,获得斜侵彻弹道偏转关联性。通过正交试验得到了影响弹道偏离角由大到小的因素分别为：弹头形状、弹头材料和弹速。研究结果可为低速弹丸与金属靶的斜侵彻弹道分析和弹丸头部设计提供一定帮助。     

陶瓷钎焊的研究

研究了Ａｌ＿２Ｏ＿３、９３％Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｓｉ＿３Ｎ＿４和ＺｒＯ＿２陶瓷与陶瓷、陶瓷与不锈钢活性钎焊。结果表明：用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ活性钎料直接钎焊陶瓷与陶瓷可获得良好的接头强度；Ｃｕ缓冲层明显影响陶瓷与不锈钢钎焊接头强度。当不加缓冲层或缓冲层太薄（≤０．０５ｍｍ），焊后不能完整存在而不能有效缓和接头残余应力时，接头有效强度较低；当缓冲层较厚（０．１和０．３ｍｍ）时，可获得高的接头强度。     

多层异质复合靶板抗侵彻性能试验及结构优化设计

针对多层异质复合靶板结构优化设计,对10 mm氧化铝陶瓷/10 mm芳纶板/6 mm 616装甲钢、10 mm氧化铝陶瓷/6 mm 616装甲钢/10 mm芳纶板2种结构抗14.5mm穿甲弹穿深(DOP)的性能进行了试验分析,对同工况下弹丸侵彻复合靶板进行了数值模拟。在验证数值模型的基础上,结合配方均匀设计方法,建立了相同面密度下复合靶板结构等效质量防护系数回归模型,分析了各层厚度系数对复合靶板防护性能的影响规律,完成了复合靶板结构的优化设计。结果表明,面密度为9.748 g/cm²的复合靶板,最优结构为6.5 mm氧化铝陶瓷板/1.8 mm芳纶/9.1 mm装甲钢,试验验证了优化设计结果的可靠性。     

陶瓷复合装甲抗14.5mm穿燃弹侵彻性能

大口径反装甲杀伤武器在战场上发挥着越来越重要的作用,对装甲材料和结构设计提出了更高要求.为探究陶瓷复合装甲在14.5 mm穿燃弹侵彻作用下的抗弹机理与抗弹性能,设计一种铺层顺序为陶瓷/纤维/金属/柔性芯材/金属的复合装甲结构,采用试验研究方法分析厚度匹配、底板材料和柔性芯材3个因素对其抗弹性能的影响.结果表明:陶瓷面板...