金属桁架增强陶瓷复合装甲抗弹性能研究

为了提高传统层叠金属陶瓷复合装甲的抗弹能力,提出一种由金属桁架结构、陶瓷、环氧树脂胶结剂、金属面板、背板所组成的新型复合装甲结构。应用LS-DYNA软件分析了该型复合靶板在不同位置受钢质弹丸侵彻时的抗弹性能,并与相同厚度的传统层叠金属陶瓷复合靶板对比分析。结果表明:金属桁架结构具有良好的吸收冲击能量的特性,环氧树脂配合金属桁架结构对陶瓷棒有支撑约束与结构限制的作用,大幅度提高了该型复合装甲的抗弹性能。

芳纶纤维复合材料抗弹性能研究

叙述了球形弹体对芳纶纤维增强复合材料冲击的研究结果。对芳纶复合板的抗弹机理进行了研究,并研究了影响芳纶复合材料抗弹性能的主要因素。结果表明,在等厚条件下,预浸料铺层层数越多,靶板面密度越大;采用热塑性树脂材料为基体,且基体含量较低时,芳纶复合材料会具有更好的抗弹性能。

芳纶无纬布的制备及其抗弹性能研究

优化了芳纶无纬布的制备工艺,根据弹丸对芳纶无纬布层压板的冲击试验结果,对芳纶无纬布层压板的抗弹机理以及不同芳纶织物结构的抗弹性能进行了研究,同时研究了面密度对无纬布抗弹性能的影响。结果表明:无纬布相对于其它织物结构具有较优的抗弹性能,当无纬布具有较低的面密度时,其层压板的抗弹性能也较好。

防弹玻璃动态力学响应规律及抗弹性能研究

采用霍普金森压杆对防弹玻璃进行动态压缩实验,分析其破坏机理和防护机理,并通过靶试试验研究PVB夹层防弹玻璃的抗弹性能。结果表明:玻璃的压缩强度随应变率的增加而增大,但压缩失效应变随应变率的增大而减小;胶层可以有效提高玻璃的动态失效应变,使玻璃的吸能能力大幅提高;玻璃的动态强度随试样厚度的增加而提高,动态失效应变随试样的横截面积的增加而升高;玻璃在冲击载荷下出现大量裂纹并粉碎破坏,需要消耗大量能量作为表面能,从而能够有效消耗子弹的能量;PVB夹层防弹玻璃具有较强的防弹性能,且当迎弹层较厚时弹坑深度较浅。

气凝胶复合材料抗弹性能的研究

使用球形弹丸对硅气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶复合材料进行靶试实验,研究3种气凝胶复合材料的抗弹性能.实验表明:气凝胶作为面板可以有效提高复合靶板的抗弹能力;在子弹冲击过程中,气凝胶表现出明显的应变率强化效应,吸收子弹动能的能力显著提高;当气凝胶作为夹层,铝合金为面板和背板时,面板由于没有足够的背强作用而发生弯曲破坏,导致靶板整体抗弹性能提高不明显;有机气凝胶具有较高的动态压缩强度和较大的动态失效应变,因此其抗弹性能较好;硅气凝胶的动态压缩强度虽然低于碳气凝胶的动态压缩强度,但是其动态失效应变高于碳气凝胶的动态失效应变,因此硅气凝胶与碳气凝胶的抗弹能力相当.

以气凝胶为夹层的复合结构抗弹性能研究

对气凝胶分别与防弹纤维、SiC/Al复合材料和陶瓷组成的复合靶板进行靶试试验,研究气凝胶作为夹层时复合结构的抗弹性能。结果表明:当防弹纤维后面加上气凝胶夹层后,强度较低的气凝胶夹层使防弹纤维面板的变形有了很大的扩展空间,复合靶板吸收弹头动能的能力大幅提高,同时可以有效防止弹头的非贯穿性伤害。SiC/Al复合材料后面加上气凝胶夹层后,复合靶板的抗弹性能提高不明显,但可以大幅提高复合材料受到冲击后的完整性。当气凝胶作为夹层放置在陶瓷面板后面时,陶瓷面板由于没有足够的支撑作用而发生弯曲破坏,反而导致整个复合结构的防弹能力降低。

玻璃纤维复合材料抗弹性能的研究

通过对玻璃纤维复合材料力学性能和抗弹性能的研究,分析了影响玻璃纤维复合材料抗弹性能的因素,从而得出制备玻璃纤维复合材料的最佳工艺参数。试验表明:采用改性乙烯基酯树脂、较小单丝直径(9μm)的玻璃纤维单向布、0°/90°的铺层方式以及48%～55%的纤维体积分数,均有利于玻璃纤维复合材料抗弹性能的提高。并且随着复合材料厚度的增加,其抗弹性能(V50值与SEA值)也将有不同程度的提高。

高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究

以Mg-Al-Zn系中价格较低廉但强度较高的AZ80合金为研究对象,选用3种不同热加工状态的AZ80合金作为靶板材料,进行高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究。结果表明,AZ80合金靶材上的弹坑深度大小依次为铸态、均匀化、变形+热处理态。AZ80合金靶材上弹坑根部均产生了塑性形变带,形变带宽度由大到小顺序为热压缩+T6态、均匀化、铸态。硬度测量表明,形变带部位硬度升高。AZ80合金靶材的抗弹性能强弱顺序是:变形+热处理态、均匀化、铸态。

基于LS-DYNA的不同材质靶板抗侵彻能力的数值模拟

采用LS-DYNA动力有限元软件Lagrange算法,分别对钢板、钛合金板及由钢板和钛合金板组成的双层板的抗侵彻能力进行了三维数值模拟。对比分析了口径为12.7 mm的弹丸以500 m/s的速度分别侵彻不同厚度的钢板、钛合金板和双层板的侵彻效果、动态侵彻过程及弹丸的速度时程曲线,得出钢板的临界穿深为13.7 mm,钛合金板的临界穿深为27 mm,钢板的抗弹性能优于钛合金板,双层板的结构要经过优化设计才能发挥组合板的抗弹性能优势。

柱锥结合罩射流成型过程试验研究

为了更好地研究柱锥结合罩射流成型过程,采用300 kV脉冲X光机试验研究了柱锥结合罩弹射流形成过程,并进行了数值模拟对比分析。共进行九发子弹爆炸试验,得到18幅不同时刻的射流照片。研究了射流头部速度、射流长度时程曲线等变化规律。研究结果表明:柱锥结合罩圆柱部分仅仅形成低速杵体,对破甲子弹射流质量和速度的贡献很小;受"激波效应"影响,射流头部速度(6738 m.s-1)小于数值模拟值(6824 m.s-1)。

复合材料层合板的抗弹性能模拟分析

采用有限元软件ABAQUS模拟圆锥头弹体正冲击纤维增强复合材料层合板,分析了不同层数层合板在不同冲击速度下,子弹初始速度和剩余速度的关系以及层合板的等效应力云图和破坏特征云图。结果表明:在保持单层板厚度不变时,增大层合板层数可显著增强层合板的抗弹性能;子弹的剩余速度与初始速度关系曲线变化特征为先突变后平缓变化再呈线性关系;层合板的等效应力的最大值由接触点扩展到四周固定边界,最后到击穿区域周围局部单元;复合材料层合板在高速冲击下直接发生剪切破坏,而在低速冲击下先达到一定挠度然后发生破坏,为纤维拉伸破坏。

连续玄武岩纤维复合材料抗弹性能研究

本文制备了连续玄武岩纤维增强的树脂基复合材料靶板,并进行抗弹性能测试,研究影响其抗弹性能的主要因素。结果表明,采用热固性树脂为基体,且基体含量较低时,复合材料抗弹性能较好。以无纬布或单向布为织物结构,并通过表面处理使纤维与基体具有良好的界面,也可提高复合材料的抗弹性能。

连结状况对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响

连结状况对陶瓷复合靶板抗弹性能的影响,从应力波角度分析。并在试验基础上,采用LS-DYNA程序数字模拟7.62mm穿甲子弹不同工况下侵彻陶瓷复合装甲,分析不同粘结剂和不同粘结层厚度的影响。背板波阻抗大于或接近陶瓷面板,有利于提高复合靶板的整体抗弹性能。波阻抗较大的材料,有利于压缩波的透射。合适的粘结层厚度能使陶瓷保持完整性,延缓陶瓷锥的形成,并扩大背板塑性变形区。

负压射孔与防漏失一体化工艺技术

胜利油田海上中低渗油藏开采前期无注水能量补充,储层敏感性强,作业时油层保护难度大,为提高作业效果,延长油井稳产周期,研制了超深穿透负压射孔与防漏失一体化工艺技术。该技术通过井下防漏失阀随射孔枪一趟管柱下入及留井,具有大负压射孔、入井液零漏失、大幅节约施工周期及洗井药剂用量,以及射孔深度大,泄油面积大,增产增注效果显著的特点。在胜利油田海上东营组低渗透油藏的投产作业中进行了应用,实现了深穿透、负压射孔、防漏失一体化施工,具有良好的经济效益和推广应用价值。

防刺防弹复合材料的技术状况探讨

本文论述了防弹防刺复合材料的国内外发展状况、目前国内外所普遍采用的防刺防弹材料状况、防弹防刺复合材料所采用的材料状况、防弹防刺复合材料工艺状况、防弹防刺复合材料结构状况、防弹防刺复合材料的测试技术状况、防弹防刺复合材料的性能状况。

不断创新发展的防护材料

近10年来纤维类高性能防护材料,在创新中不断发展,适应不同应用领域的高性能纤维新品种和新型号不断涌现,满足了防弹、防爆等应用领域的需求,提供了"量身定制"的更轻便、更舒适、并附加各种功能的产品。文中分别介绍了对位芳酰胺纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维、液晶聚芳酯纤维、聚苯并双噁唑纤维和高韧性碳纤维的创新进展。

SIO_2气凝胶毡/陶瓷棉/高强聚乙烯多层复合抗弹结构隔热性能试验

为研究高强聚乙烯在高温条件下使用的适用性,以及SiO_2气凝胶毡和陶瓷棉的隔温性能,提出SiO_2气凝胶毡/陶瓷棉与高强聚乙烯紧密贴合无间隙复合舱壁结构的方案,对结构单元进行模拟标准火源的耐火试验研究,分析耐火材料的失效模式以及不同耐火材料厚度对夹芯结构的影响规律,探讨复合结构舱壁在满足耐火要求的前提下面密度和结构整体厚度的实用性。试验结果表明:适当厚度的SiO_2气凝胶毡和陶瓷棉均具有较好的耐火隔温性能,适当增加隔温层厚度能明显提高复合舱壁结构的热防护效果;达到相同隔温效果所需要的SiO_2气凝胶毡比陶瓷棉薄,就面密度和结构整体厚度而言,SiO_2气凝胶毡更有优势;在带陶瓷的夹芯结构中,陶瓷也能起到一定的隔温作用,综合优化此复合舱壁结构能有效提高舰船舱壁的防护性能。

小口径弹防霉试验初步探讨

本文简述了××小口径弹及其包装材料 ,在模仿野战环境下贮存 ,进行的防霉试验的概况 ,分析了环境条件对试件的影响 ,提出了防霉的措施。

枪榴弹引信发射冲击响应特性研究

枪榴弹发射过程中引信爆炸元件常在隔爆位置提前发火爆炸。应用应力波理论对枪榴弹引信发射过程的应力波传播问题进行了研究。将应力波在捕弹器和引信中的传播作为一维应变平面波来处理,运用杆中一维应力波中有关弹性纵波的理论,建立了由不同材料组成的应力波传播模型,详细探讨了在捕弹器捕获枪弹这一极其短暂的过程中,引信体或垫片结构尺寸、材料和位置参数等因素对引信爆炸元件中应力波传播的影响规律。

钢丝增强复合条带抗弹性能数值分析

为研究钢丝增强聚合物基复合条带的抗弹性能,基于冲击动力学理论分析其抗弹机理,再借助ANSYS/LS-DYNA软件和LS-PrePost前后处理器模拟有无增强钢丝2种工况下,条带对7.62 mm弹体的冲击响应。分析表明:条带的弹性模量、剪切模量和面密度会影响其能量吸收性能,能量吸收量随三者的增大而增大;由于聚合物基体的正交各向异性,应力云图显示出扁平椭圆状是合理的;在聚合物基复合条带中嵌入增强钢丝对条带整体的抗弹性能有积极的影响,但嵌入过量的钢丝会导致重量和成本的增加,因此需要对合理的钢丝配比率作进一步研究。研究结果可为钢丝增强聚合物基复合条带在野战防护结构中的应用提供参考。