复合防护结构的动力响应及破坏规律研究

采用中间含吸能层的复合防护结构,其抗爆防护能力可大幅度提高,但目前对该种复合结构在爆炸作用下动力响应及破坏规律的研究较少。利用ANSYS/LS-DYNA对复合防护结构在爆炸载荷作用下的动力响应和破坏规律进行了数值计算.结果表明:外拱结构的破坏基本上属于冲切破坏,而内拱结构基本上属于拱的压弯破坏;复合结构的破坏是以牺牲外拱和泡沫混凝土为代价来保护整体防护结构;与常规防护结构相比,复合防护结构的抗爆能力明显加强.

陶瓷/玻纤复合防护结构层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律研究

为研究陶瓷/玻纤复合防护结构的层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律,文中采用14.5 mm弹道枪加载方法进行了30 g破片对18 mm厚陶瓷（含有3 mm厚玻纤包裹层）/20 mm厚玻纤复合板的侵彻试验,并获得了破片的最小贯穿速度。同时,通过数值仿真进一步研究了复合板层间位置对抗破片侵彻性能的影响。结果表明,当靶板总厚度为38 mm左右,30 g破片以1 300 m/s的初始速度侵彻陶瓷/玻纤复合结构时,陶瓷板与玻纤板的厚度比在0.9.-1.7之间时其抗破片侵彻能力较好。

半穿甲弹侵爆复合防护结构仿真分析

使用LS-DYNA软件对半穿甲弹侵彻爆炸综合毁伤钢/陶瓷/纤维/钢复合防护结构进行仿真分析,并使用多物质ALE算法模拟侵彻爆炸过程,由靶后20 cm处的冲击波压力大小判断是否会对防护内的设备造成损伤。经分析,钢/陶瓷/纤维/钢厚度配比1∶4∶2∶1防护结构抗侵爆性能最好,复合防护结构想要有足够的抗侵爆能力,则陶瓷层后要提供足够的支撑,且陶瓷层前的面板不能过厚。

多层复合防护结构弹击损伤特征研究

为研究多层复合防护结构的防护能力,制备陶瓷/金属、泡沫铝/金属两种多层复合结构,利用高速冲击空气炮系统,对两种结构及均质钢结构进行弹击损伤试验,研究不同结构的弹击损伤特征,对比分析三种结构的抗侵彻机制。研究表明:多层复合防护结构能有效发挥各层次材料的力学性能,较大的改善了防护结构的抗侵彻能力。

复合材料水下防护结构在海洋油气开发的应用

随着海洋油气开发的快速发展,水下生产设施越来越多,与此同时,海洋渔业捕捞方式及捕捞设备发展迅速,渔业活动对这些水下设施的影响也越发明显,被拖网、落锚损伤和破坏事故时有发生。为了保证海上油气安全生产,需对水下设施进行保护。纤维增强复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不易生长海生物等特点,在制作海洋油气开发水下设施防护结构方面应用前景广阔。本文主要对此类复合材料防护结构的应用情况进行概述,并与钢结构、水泥压块防护结构进行对比分析。

层状复合结构抗侵彻性能试验与数值模拟

为研究3层及以上层状复合结构和金属丝缠绕材料(Entangled metallic wire material,EMWM)夹芯复合结构的抗侵彻性能,本文设计了4种复合结构:碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)、SiC/TC4/UHMWPE、SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/TC4/EMWM/UHMWPE。采用霍普金森压杆试验,研究了复合结构的动态力学行为。基于侵彻试验和数值模拟分析了复合结构的抗侵彻机制、防护性能和能量特性。最后,探索了约束效应对EMWM复合结构抗侵彻性能的影响。结果表明,本文设计的4种复合结构在减轻质量和减小厚度方面具有优势;EMWM在复合结构中能够延迟,阻碍应力波的透射,有助于减小复合结构的损伤;对EMWM施加约束可显著提高EMWM复合结构的抗侵彻性能。