钢、陶瓷和UHMWPE纤维层合结构抗破片侵彻最佳组合方式

研究钢、陶瓷和UHMWPE纤维3种材料板抗破片侵彻的最佳叠层方式.对同一结构圆柱形破片,采用弹道枪加载方式对钢、陶瓷和纤维为组元材料的5种等面密度复合结构进行等着速度侵彻试验,通过对比复合结构的贯穿情况,掌握组元材料的最佳组合模式为钢/UHMWPE纤维,并以极限面密度吸能为表征参量,进行了钢/UHMWPE纤维层合结构与Q235钢抗破片侵彻性能的对比试验.研究结果表明,钢/UHMWPE纤维层合结构的极限比吸收能是Q235钢板的3.55倍.      

SiC/UHMWPE复合装甲板抗侵彻性能的试验与数值模拟

采用碳化硅(SiC)陶瓷结合超高分子聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)硬-软结构,设计出4种不同配比的轻型复合装甲板.研究了不同类型小口径子弹对不同配比复合装甲板的侵彻性能,同时运用LS-DYNA软件对侵彻过程进行了数值模拟分析,模拟结果与试验结果具有较好的一致性.结果表明,该硬-软结构的轻型复合装甲板能有效防护7.62和5.8mm小口径弹药的进攻,极大地提升了防护性能.     

生物盔甲及仿生鳞片状柔性防护装具研究进展

传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题. 本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景. 指出现阶段存在的主要问题,展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向.     

三维编织复合材料抗侵彻性能--准静态侵彻实验与弹道侵彻有限元计算的对比

用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶／环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试，得到准静态侵彻载荷一位移曲线，并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现，复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受侵彻面伴有压缩和剪切破坏。由于弹道侵彻破坏很难测量侵彻过程中的侵彻功随侵彻位移的变化，这里用有限元程序LS—DYNA960并结合由准静态得到的破坏判据、复合材料力学性质常数模拟动态侵彻，对比准静态侵彻功一位移曲线和弹道侵彻模拟曲线，两者有较好的一致性，表明用该类复合材料的准静态侵彻性能模拟弹道侵彻性能有一定的可行性。     

低硬度聚脲/钢板复合结构抗高速破片侵彻机理试验

针对低硬度聚脲/钢板复合结构的抗破片高速侵彻机理问题,通过弹道试验,分析了复合结构靶板的侵彻破坏模式和抗弹性能,并与相同面密度的纯钢板进行了比较.从应力波的角度进一步探讨了复合结构靶板的抗弹机理,以及前聚脲层对后钢板层的影响机制.结果表明,破片高速侵彻下,前聚脲层主要呈现剪切冲塞的破坏模式;而后钢板层的侵彻破坏模式则由无前聚脲层时的剪切冲塞,逐渐转变为花瓣开裂.相同面密度情形下,虽然复合结构靶板的整体抗弹性能不如纯钢板,但由于前聚脲层的影响,后钢板层的抗弹效率会得到大幅提升;随前聚脲层/后钢板层面密度比值增大,复合结构靶板整体抗弹性能不是一直降低,而是先降低后提高,且后钢板层是主要耗能构件.     

UHMWPE背板铺层角度对陶瓷复合靶板抗弹性的影响

由于背板强度对陶瓷/纤维复合装甲的抗弹性能存在明显影响，采用12.7 mm穿燃弹(刚脆性)冲击实验研究了不同UHMWPE背板铺层角度对陶瓷/纤维复合装甲弹道冲击性能的影响.通过观测回收的弹芯、靶体陶瓷及纤维背板宏观破坏特征，分析了陶瓷/纤维复合装甲的耗能机理及抗弹性能.试验结果表明，陶瓷锥是陶瓷面板的主要破坏模式，其宏观裂纹主要有:径向、环向及与锥形裂纹；纤维背板变形模式为动态锥形鼓包及边界褶皱，其破坏失效模式有:剪切失效及层间剥离.并且，背板强度对陶瓷/纤维复合靶板的抗弹性能有明显影响，随着UHMWPE背板铺层角度的减小，背板强度以及陶瓷/纤维靶板整体结构刚度随之增大，靶板对弹芯的破碎作用越明显，冲击后剩余弹芯最大碎片质量减小，小碎块数量增多，弹丸碎块穿透靶板后剩余侵彻能力减弱，复合靶板整体抗弹性能增加，同时背板鼓包高度减小，锥形鼓包所形成的角度增大，纤维层合板的破坏失效模式从剪切失效向层间剥离转变.      

橡胶复合靶板抗成型装药射流侵彻研究

为研究橡胶复合靶板对成型装药射流的干扰作用机理,分析了射流侵彻“三明治”结构橡胶复合装甲时应力波在多层介质中的传播,研究了背板上射流作用区域的质点运动规律.运用开尔文—亥姆霍兹流体不稳定性原理分析了橡胶复合靶板背板质点速度对射流的干扰作用.预测了倾角以及橡胶夹层厚度对复合装甲抗射流干扰的影响.通过X-光脉冲试验和剩余穿深试验获得了射流侵彻复合靶板后射流变形情况和射流剩余侵彻能力变化情况.证明了采用应力波原理和开尔文—亥姆霍兹不稳定性分析橡胶复合靶板对射流干扰作用机理的可行性与正确性.试验证明橡胶复合装甲具有优异的防护能力,可以作为一种新型防护装甲.     

爆炸成型弹丸对含水复合装甲侵彻的实验研究

对用于反舰(潜)复合式鱼雷战斗部的前级聚能装药爆炸成型弹丸进行了成型实验及其对多层含水复合装甲的侵彻实验,利用脉冲X光高速摄影技术和电探针测试技术得到了爆炸成型弹丸的飞行特性和对含水复合装甲的侵彻规律. 实验结果表明,采用变壁厚球缺罩聚能装药战斗部有利于侵彻大间隔含水复合装甲防护结构,为复合式鱼雷战斗部的优化设计提供参考.     

刚性基础下柔性桩加筋复合地基室内模型试验研究

为了研究刚性基础下柔性桩加筋复合地基在静力荷载下的受力性能,本文采用自行研制的室内模型试验设备,考虑是否加筋、不同桩径、格栅上预应力等影响因素,对刚性基础下柔性桩加筋复合地基开展室内模型试验研究。试验结果表明:垫层中格栅下土压力大于格栅上土压力,随着荷载增大而增大,桩径较大的复合地基中垫层格栅下土压力与上土压力之比较大;土工格栅上预应力增大,土工格栅下土压力与格栅上土压力之比减小;与未加筋的柔性桩复合地基相比,柔性桩加筋复合地基垫层中格栅下土压力与格栅上土压力之比较小,应力扩散效果更好。     

柔性基础下CFG桩复合地基工作机理探讨

为了清楚对于柔性基础下刚性桩复合地基的力学特性,通过理论分析了对柔性基础下的刚性桩复合地基在上部荷载作用下的荷载传递机理,将它考虑为由基础、垫层、土体、增强体、下卧层组成的系统进行研究,这些元素相互影响,相互耦合。研究了柔性基础的桩土应力比变化规律,研究表明与刚性基础相比柔性基础下桩土应力比要小得多,它随荷载增加先减小后增大呈波浪形变化,其研究成果可为路堤下复合地基设计提供有益参考。