陶瓷/芳纶纤维复合靶板防弹性能研究及结构改进

为了提高靶板防弹性能,提出一种由陶瓷和芳纶纤维复合材料构成的防弹结构。对陶瓷及芳纶纤维防弹性能有限元仿真分析的结果表明：陶瓷的弹孔面积大于纤维,陶瓷内部的形状比较粗糙而纤维则比较平滑,陶瓷吸能主要是通过自身的破碎和断裂及应力波的传递实现的,而纤维吸能则主要是通过自身的拉伸和延展将弹丸的动能转换为自身的弹性势能和断裂能。此外,基于陶瓷和芳纶纤维的抗侵彻原理,进行了复合靶板的结构设计,并利用NSGA-II算法对层间材料的厚度进行了优化,优化后复合靶板子弹的剩余速度降低了185 m/s,靶板的面密度降低了5.4 kg/m²,综合防弹性能得到了明显提高,为后续进行新型轻质防弹复合装甲的结构设计提供指导思路。     

胞元缺失对蜂窝结构面内力学性能的影响

为了研究胞元缺失对蜂窝结构面内力学行为的影响,建立了负泊松比蜂窝结构有限元模型,并验证了模型的可靠性。对缺失比例及缺陷类型对蜂窝结构的面内力学性能的影响进行了比较分析。通过分析含缺陷蜂窝结构在特定等效应变下的蜂窝结构变形模式、归一化塑性能量损耗以及它们在相同归一化初始动能条件下的抗冲击能力等,讨论了蜂窝结构对缺失比例和缺陷类型的敏感程度。结果表明,在低速(2 m/s)压缩情况下,胞元缺失比例和缺陷类型均对蜂窝结构的塑性能量损耗有显著影响。但随着压缩速度的增大,这种影响逐渐减弱。另外,胞元缺失对蜂窝结构的抗冲击性能也有影响。该文研究可为蜂窝材料的工程设计提供参考。