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《稀有金属材料与工程》2021,(4)
根据车辆的防护要求,以陶瓷复合装甲防弹机理为依据,进行碳化硅木质陶瓷/UHMWPE纤维复合装甲结构设计和数值模拟优化,并制备碳化硅木质陶瓷复合装甲,进行实弹打靶验证防弹性能。在确保陶瓷复合装甲面密度为38 kg/m~2的前提下,以子弹侵彻深度为评价标准,以碳化硅木质陶瓷防弹片的厚度、形状、尺寸和布置位置为研究因素,设计了四因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对所设计的复合装甲的防弹性能进行数值模拟,并比对数值模拟结果与实弹打靶试验结果。结果表明,针对北约AEP-55 STANAG 4569Ⅱ级防护标准,所设计的陶瓷复合装甲最优化的结构形式为8 mm厚的碳化硅木质陶瓷防弹面板、13.7mm厚的UHMWPE纤维防弹背板,防弹面板采用面积为4900 mm~2的正六边形碳化硅木质陶瓷防弹片拼接而成;碳化硅木质陶瓷防弹片对防弹性能的主次影响因素为:布置位置厚度尺寸形状。 相似文献
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提出混杂结构设计的构思,并成功地制备了具有混杂结构的Si3N4/BN层状复合陶瓷,同时研究了材料的抗穿甲燃烧弹冲击的能力。研究发现,具有混杂结构的Si3N4/BN层状复合陶瓷的防护系数为10.50,略低于Si3N4块体陶瓷,但明显高于多层Si3N4/BN层状复合陶瓷,而且具有较高的抵抗整体破坏的能力。研究表明通过适当的防弹结构设计,可以获得抗穿甲燃烧弹冲击能力较高的Si3N4/BN层状复合陶瓷。 相似文献
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新型陶瓷与熔融盐复合蓄热材料优化组合的数值模拟 总被引:12,自引:0,他引:12
将高温熔融盐相变蓄热材料和陶瓷固相蓄热材料进行复合 ,成功地研制成了能快速吸热和放热且蓄热密度高、蓄热量大的新型复合蓄热材料。分别以Al2 O3 ,MgO ,SiC为代表的陶瓷材料与 6 0LiF 40NaF ,5 0LiF 5 0KF ,6 0 .1NaCl 39.9MgCl2 ,LiH等为代表的 10余种高温熔融盐材料为复合研究对象 ,对复合蓄热材料的蓄热密度等与温度、复合材料中熔融盐的含量、材料种类间的关系进行了数值模拟研究 ,得到了对复合材料的优化设计具有指导意义的结论 相似文献
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为提高氧化锆陶瓷工件的表面质量,采用磁性复合流体(由包含纳米级铁磁颗粒的磁流体与包含微米级羰基铁颗粒的磁流变液混合而成)对氧化锆陶瓷进行抛光,以达到降低材料表面粗糙度和减少表面与亚表面损伤的目的。利用田口方法设计3因素3水平正交试验,着重分析磁铁转速、加工间隙和抛光液磨粒粒径对表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并采用方差分析法分析各因素对2个评价指标的影响权重。可达到最低表面粗糙度的工艺参数组合为:磁铁转速,300 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,1.25μm。可达到最高材料去除率的工艺参数组合为:磁铁转速,400 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,2.00μm。根据优化的工艺参数进行抛光,表面粗糙度最低可达4.5 nm,材料去除率最高可达0.117μm/min,优化效果显著。利用遗传算法优化BP神经网络建立抛光预测模型,预测误差为3.948 4%。 相似文献
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针对不同烧结条件及TiC/WC组分比,采用热压烧结工艺制备出三层仿生结构复合陶瓷刀具材料。测试了仿生结构复合陶瓷材料力学性能,并对材料断口形貌和裂纹扩展进行了观察分析。结果表明:仿生结构复合陶瓷刀具材料抗弯强度达870 MPa,维氏硬度达21.83 GPa,断裂韧性达7.56 MPa?m1/2,比SG4均质陶瓷刀具材料性能有所提高。断口形貌显示仿生结构复合陶瓷刀具材料较SG4均质刀具材料晶粒细密,晶粒尺寸呈现多尺度特征。材料断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂混合型。仿生结构复合陶瓷材料表面裂纹扩展呈现偏转和分叉。裂纹穿过材料界面扩展时有明显偏转现象。 相似文献
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从细观力学的观点出发,利用有限元方法对Al/SiC复合材料的阻尼特性进行了数值模拟。指出:室温下Al/SiC复合材料的阻尼主要是由增强颗粒与基体材料间弹性模量的不同造成的。 相似文献
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The attempt to combine the excellent mechanical properties of composite materials with the great economic benefit of conventional extrusion of lightweight profiles has led to the development of an extrusion process for standard EN-AW 6060 billets in compound with endless wires or fiber materials. To comprehend the general conditions during composite formation, thermo-mechanically coupled Finite Element Models based on Lagrangian and Eulerian formulations have been set up to analyze the mechanical boundary conditions for composite formation and the influence on the material flowing during the extrusion process. The three-dimensional models provide insights on the development of stresses in the base as well as reinforcement material, which helps to find dominating process parameters to prevent the reinforcement from experimentally determined cracking. 相似文献
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通过超重力下燃烧合成工艺制备出不同厚度的TiC-TiB2细晶复合陶瓷,并对TiC-TiB2陶瓷靶板进行径向与纵向约束.经钨合金长杆动能弹进行弹道测试表明,当陶瓷靶板厚度小于12 mm时,长杆弹侵彻过程仅包括初始撞击阶段和稳态侵彻阶段,使得陶瓷抗动能弹侵彻能力较差;当陶瓷靶板厚度大于12 mm时,弹丸的侵彻过程主要受稳态侵彻与非稳态侵彻(弹丸减速与磨损加速)控制,使得长杆动能弹质量与动能急剧衰减,进而提升陶瓷靶板的抗侵彻能力. 相似文献
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压电磨削测力平台结构优化设计的核心是弹性环与传感器三向刚度相互匹配的问题。文章重点介绍了测力平台在力学建模过程中对弹性环刚度的定义,准确得出弹性环结构的优化边界条件。利用有限元分析法建立测力平台的三维实体参数化模型,完成测力平台弹性环的结构优化设计。通过性能标定实验验证,该测力平台的技术指标全面达到CIRP—STCC规定的动态型测力仪标准。 相似文献