约束机制对陶瓷复合靶抗弹性能的影响

为研究三维约束对陶瓷复合靶抗弹丸侵彻性能的影响,设计几种约束状态下的陶瓷复合靶板结构进行模拟 研究.利用LS-DYNA对约束状态下靶体的抗弹性能进行数值分析,得到靶体破坏与弹丸侵蚀特征以及弹靶侵彻过程中的速度、加速度和内能变化曲线.计算结果表明:不同材质的背板约束机制不同,纤维板做背板能够发挥较好的支撑作用;陶瓷面板侧向约束复合靶抗弹丸侵彻能力大大优于非侧向约束陶瓷;纤维板做盖板陶瓷复合靶板有较优的抗弹性能.     

YAG透明陶瓷的研究进展

对透明YAG陶瓷的特性以及制备工艺做了重点介绍,讨论了影响YAG陶瓷透光性的主要因素,展望了该领域的发展前景以及今后的研究趋势.     

圆筒型陶瓷-钛合金-芳纶三单元层复合靶板结构抗弹性能数值模拟及其内在机理

针对53式7.62 mm口径穿甲燃烧弹对圆筒型陶瓷-钛合金-芳纶三单元层复合靶板结构的侵彻过程,本文开展了抗弹性能数值模拟研究.模拟结果表明,弹体垂直入射将造成陶瓷块开裂破碎,最终撞击在钛合金单元层上形成凹坑,复合靶板穿深与试验所测结果吻合良好,相对误差仅为9.4%;陶瓷、钛合金、芳纶三个单元层消耗的能量所占百分比分别为83.77%,13.77%,2.46%.在此基础上,通过设置0°～70°系列不同初始时刻入射姿态角θ₀,发现弹体侵彻过程中陶瓷单元层耗散的能量占复合靶板耗散总能的比值始终最大.进一步分析陶瓷单元层可知,随着θ₀的增大,陶瓷单元层受力峰值总体呈减小的趋势.且入射姿态角不同,弹靶作用模式也存在差异.对陶瓷单元层进行耗能分析,可知其与质量损失变化大体一致.但初始时刻入射姿态角为30°时,由于弹靶作用过程以弹身接触靶板为主,靶板质量损伤大但能量获取相对较少.     

氧化铝陶瓷复合靶抗长杆弹侵彻的数值研究

采用有限元软件包 ANSYS/LS-DYNA ,对长杆弹侵彻氧化铝陶瓷复合靶的过程进行数值模拟分析。在研究中系统地考察了随着长杆弹着靶速度的改变对氧化铝陶瓷复合靶产生的侵彻影响。结果表明：陶瓷材料以其较高的硬度有效的使得长杆弹头产生较大的变形,从而阻止侵彻深度的增加。特定组成成分的陶瓷复合装甲只对一定速度范围内的侵彻体有较好的防御效果。     

陶瓷复合靶板抗长杆弹侵彻的数值模拟分析

采用LS-DYNA非线性有限元程序对长杆弹垂直入射陶瓷/金属靶板的侵彻过程进行了数值模拟分析.重点研究了弹体入射速度在600~1400 m/s情况下,陶瓷面板侧向约束的影响,发现侧向约束板存在最佳厚度,此时靶板的防护系数最高.     

不同速度下B4C陶瓷/铝合金轻型复合靶板抗侵彻行为研究

陶瓷复合装甲由于其本身高硬度、低密度的特点被广泛应用于高机动性武装载体上,其主要威胁弹体为12.7 mm穿甲燃烧弹。该弹种在侵彻陶瓷轻型复合靶板时弹芯会发生脆性破碎失效行为,弹丸着靶速度的不同会导致弹芯破碎程度的变化,从而直接影响侵彻结果。利用12.7 mm穿燃弹以区间速度498.9～769.2 m/s撞击B₄C/铝合金轻型复合靶板的试验,对靶板与弹芯的损伤模式与侵彻行为进行多尺度分析,并利用LS-DYNA软件进行相应数值模拟。研究结果表明：6061-T6铝合金背板主要失效形式为花瓣形撕裂穿孔并伴随永久性隆起形变,试验得到的弹芯碎片的平均特征尺寸随着侵彻速度的增大而减小,证明在高速侵彻过程中弹芯损伤更为严重;弹芯头部的应力远大于其他位置的应力,弹体从头至尾部方向峰值逐渐降低;对弹芯造成损伤的主要为陶瓷抗弹面板,主要损伤位置为陶瓷粉碎区;背板在侵彻过程中主要对陶瓷起支撑与缓速作用,对弹体的体积与形变无明显影响;陶瓷/铝合金复合装甲的能量吸收能力随着侵彻速度的增大而提高。     

Nd:YAG透明陶瓷的研究

采用固相反应法制备了Nd:YAG透明陶瓷,并通过碳铵沉淀法处理Y_2O_3商业原料,进一步提高了Nd:YAG透明陶瓷的透明度. 结果表明：采用高纯的商业原料,通过固相法制备获得的透明陶瓷,在1 064 nm处光线直线透过率可达到74%左右;通过碳铵共沉淀法改良商业Y_2O_3粉体原料的性能,透明陶瓷的透过率可进一步提升,在1 064 nm处光线直线透过率高达78%.     

陶瓷/金属复合装甲抗弹约束效应述评

通过对陶瓷/金属复合装甲及其陶瓷约束的介绍,综述了陶瓷复合装甲的抗弹性能表征和3种陶瓷约束(轴向、侧向和三维约束)对抗弹性能及机理的影响.作者认为,采用金属铸造工艺制备金属封装陶瓷复合装甲具有潜在的应用前景,同时应加强对新型陶瓷复合装甲的综合抗弹性能表征、动力学特性、结构优化设计等方面的研究.     

纳米结构透明陶瓷的烧结机理研究

通过对超高压低温烧结制得的MgAl2O4纳米透明陶瓷的烧结机理研究表明:纳米结构陶瓷是在晶粒长大前通过一定的条件使其致密化,所以它本身有着独特的致密化机理.     

陶瓷/金属复合靶板侵彻问题的数值模拟

利用大型非线性有限元程序LS—DYNA,对陶瓷／金属复合靶板的侵彻问题进行数值模拟,研究了陶瓷面板中锥形破坏区的形成过程．金属背板的弯曲及撕裂过程和弹体的墩粗变形及弹头消蚀过程．给出了背板背面中点和弹体尾部的位置坐标随时间的变化曲线,并将模拟结果与理论模型分析结果和实验结果进行了对比,发现三者吻合很好．文中还分析了不同陶瓷面板和金属背板厚度比对复合靶板抗弹能力的影响,结果表明,要提高靶板的抗弹能力,一定存在一个最佳的厚度比,这一结论对复合靶板设计具有参考价值．     

用于制备YAG透明陶瓷激光材料超细粉体的合成及其表征研究

作者以硝酸钇和硫酸铝铵（摩尔比为3：5）为原料，碳酸氢铵为沉淀剂，利用无机体系共沉淀法制备了钇铝石榴石Y3Al5O12(YAG)前驱体。对前驱体进行适当处理并采用高温热解法,制备出了纯相的YAG超细粉体。用XRD分别分析了不同焙烧温度下所得粉体物相、用TG／DTA分析前驱体在加热过程中的重量变化和晶化的温度，用TEM观察所得YAG超细粉体的形貌。结果表明，和其它无机体系相比，可在较低焙烧温度（900℃）下直接得到YAG纯相，而且粉体颗粒细小均匀，呈椭球形，尺寸为30－40nm。     

Kevlar纤维叠层织物防弹机理和性能研究

选取多种形状的冲击体对Kevlar纤维叠层织物进行了弹道冲击实验.研究了Kevlar纤维受冲击时的表观破坏形态和微观损伤机理.结果表明:纤维的变形破坏随冲击物的形状和速度变化呈现出多形态、多阶段模式;纤维的微观变形形态为:除拉伸破坏外,断口处产生大量的侧向劈裂,并且呈现明显的塑性流动.同时研究了试样面密度、冲击速度等因素对材料防弹性能的影响规律.构建了材料防弹性能的一般方程.     

管形径向复合压电陶瓷超声换能器

对一种圆管形径向复合压电陶瓷超声换能器径向振动特性进行研究.该换能器由径向极化薄壁压电陶瓷短圆管与薄壁金属短圆管径向复合而成.基于弹性力学理论和机电类比原理,建立了换能器径向振动机电类比等效电路,并推导出其径向共振频率、反共振频率方程及有效机电耦合系数的解析式.实验加工了一些径向复合换能器样品,并对其径向共振频率及有效机电耦合系数进行了测试.结果表明,理论与实验测试结果相吻合.     

复合钙钛矿结构高温压电陶瓷材料的研究

研究了Ｐｈ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３，Ｂｉ２／３（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３以及Ｂｉ（Ｃｄ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３改性的ＰｂＴＩＯ３陶瓷的高温压电性能．结果表明，对ＡＢＯ３型钙钛矿结构的ＰｂＴＩＯ３进行Ａ和Ｂ位复合取代可得到压电性能优良、适合于高温应用的压电陶瓷材料．其优良的压电性能及较好的温度稳定性与Ｂｉ３＋的半径、Ｂｉ３＋在Ａ位取代所产生的铅缺位以及Ｂ位复合取代的钙钛矿结构化合物较高的居里温度有关．     

聚合物质薄膜透光性研究

利用在给定一系列边界条件下的稳定,非稳定散射研究聚合物薄膜透光性与物质的结构、相态、光子运动等物理性能的关系,为工农业和先进技术合理选用聚合物质薄膜,提供了重要的理论和应用价值.     

二维复杂目标电磁散射的计算机仿真

采用点线模型法建立二维复杂目标的几何模型 ,运用 Mo M- CGM- FFT相结合的混合技术 ,结合可视化编程技术 ,形成“二维复杂目标的电磁极化散射的建模与仿真”软件。这使得几何模型的建立和仿真的速度有了很大地提高 ,大大降低了内存需求和仿真时间。最后运用该软件对一个复合柱体进行了仿真 ,给出了仿真结果