周红兵
,
梅志远
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.04.001
基于舰船舱壁防火、抗爆和抗高速破片冲击等综合防护需求,提出钢/陶瓷棉/FRp隔热对称式多层复合防护结构形式(简称MCFS结构).针对MCFS结构和钢/FRP对称式夹层结构(简称MFS结构)在高速(＞1000 m/s)破片模拟弹冲击下的损伤及吸能特性进行试验研究,结果显示,弹道冲击下MCFS结构的典型破坏模式为:前置钢板层以剪切破坏为主,FRP层表现为较大范围凸起变形和显著分层,隔热陶瓷棉的存在没有明显限制中间FRP层抗弹吸能形变,后置钢板层的变形模式类似钢板低速冲击下的变形模式；MFS结构的典型破坏模式为:FRP层表现为小尺度局部凸起,无明显分层现象,后置钢板层对FRP有较强的整体抗弯支撑作用,出现较大范围的凸起形变.对比面密度相当条件下两种结构的抗弹性能,MCFS结构由于隔热缓冲层的设置,抗弹性能明显优于紧密贴合的MFS结构形式.文中同时结合钢板和FRP结构单一抗弹吸能试验结果,综合分析了MCFS结构抗高速破片冲击吸能效率和抗弹机理,认为MCFS结构抗弹性能优异的机理在于中间FRP层的抗弹性能得到了充分发挥,从而导致其总体吸能效率高于FRP/钢无间隙复合结构.
关键词:
穿甲力学
,
试验研究
,
舰用防护结构
,
破片模拟弹
,
MCFS防护结构
王猛
,
杨明川
,
荣光
,
黄德武
,
罗荣梅
稀有金属材料与工程
为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式,利用扫描电镜和有限元数值模拟,观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化.结果表明:穿甲侵彻过程中,钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈“蘑菇头”形状,钨晶粒被严重压扁,表出现良好的动态塑性.弹芯“蘑菇头”前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带,剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生,并表现出溶化现象.数值模拟表明,钨合金在侵彻过程中“蘑菇头”不断形成和脱落,弹芯因此发生销蚀而逐渐变短.弹芯“蘑菇头”处材料剧烈变形如同塑性流动,变形局部化主要出现在“蘑菇头”两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处.
关键词:
穿甲力学
,
失效模式
,
变形局部化
,
塑性流动
,
数值模拟
陈长海
,
朱锡
,
王俊森
,
侯海量
,
唐廷
复合材料学报
根据侵彻过程中的不同受力状态和耗能机制,结合高强聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板抗高速侵彻特点,将高速钝头弹对中厚UFRP的侵彻过程分为压缩镦粗、剪切压缩和拉伸变形三个阶段.基于三阶段侵彻机制,利用能量守恒原理建立了钝头弹高速侵彻中厚UFRP的弹道极限和剩余速度计算模型.采用侵彻模型计算了相关文献弹道试验工况下弹体的剩余速度和弹道极限速度,计算值与文献试验值吻合较好.三阶段侵彻模型考虑了试验中出现的纤维熔断和弹体镦粗现象,能够对高速钝头弹侵彻中厚UFRP的剩余速度和弹道极限速度进行合理预测,具有一定的理论价值和工程应用价值.
关键词:
穿甲力学
,
钝头弹
,
高速侵彻
,
高强聚乙烯
,
解析模型
张鹏
,
王志军
,
马武伟
,
王绪财
,
张雁思
兵器材料科学与工程
为研究多层结构不同材料复合靶抗高速弹体的侵彻性能与抗弹机理,设计5mm低碳钢面板+20 mm陶瓷板+20mm陶瓷板+20 mm超高分子量聚乙烯纤维板+20 mm间隔层+10mm低碳钢背板的多层介质复合靶结构,单层陶瓷板由陶瓷小块黏结并经玻璃纤维层包裹而成,双层陶瓷板以超高分子量聚乙烯纤维板为背板支撑并与板后间隔层构成吸能夹层.通过采用质量为40 g、尺寸为φ12.8 mm×40 mm的平头圆柱形弹体高速撞击靶板,获得弹体对该结构靶板侵彻的弹道极限.结果表明,40 g弹体对该多层介质复合结构靶板侵彻的弹道极限速度为1 628.5 m/s,各层结构抗弹作用结合良好,抗高速弹体侵彻性能显著.
关键词:
冲击动力学
,
复合结构
,
抗弹机理
,
穿甲力学
