含损伤的无机防弹玻璃的JH2本构模型

防弹玻璃具有良好的抗冲击性能,能够抵御枪弹、爆炸碎片以及其他高速飞行物体的攻击性威胁,广泛应用于安全防护领域。为探究防弹玻璃的无机玻璃层在冲击加载下的动态力学性能及本构关系,首先,采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置,获得了不同应变率下材料的拉伸和压缩力学性能,结果表明,无机玻璃具有明显的应变率效应,材料强度随应变率的升高而增大。其次,借鉴土力学三轴围压试验,设计了适用于本研究的高强围压套筒,测试了完全损伤条件下玻璃颗粒的力学性能,发现其强度明显低于完整状态下无机玻璃的强度。最后,结合试验数据构建了含损伤无机玻璃的JH2本构模型,采用非线性有限元软件LS-DYNA模拟了材料在SHPB加载下的压缩过程,通过对比试验结果与模拟结果,验证了本构模型的有效性。

吸波/防弹复合材料的研发

采用玻璃纤维布/改性环氧树脂、碳纤维布/环氧树脂以湿法手糊成型工艺制备透波层和反射层,并与吸波浆料浸渍后的芳纶蜂窝芯复合制成电磁屏蔽材料。将电磁屏蔽材料与芳纶防弹板复合制成吸波/防弹一体化材料,该材料可满足GA 141—2010防弹标准要求,在频率2~18 GHz范围的最大反射率可达-25 dB,具有较好的吸波性能。

汽车防弹玻璃分层失效分析与改进

为提升防弹玻璃总成的使用寿命,降低防弹玻璃总成在使用过程中发花分层。文章对一款重型通用战术车辆的汽车防弹玻璃分层进行分析,通过建立故障树,运用航天质量问题处理原则“双五条”标准方法对可能存在的工艺参数因素、原材料因素、制造过程因素、外部环境因素等失效原因逐项排查确认,确定失效的主要原因为玻璃总成在高温环境下,玻璃与聚碳酸酯(PC)板膨胀系数不一样,两者之间一直在作膨胀拉伸的形变。通过优化了玻璃总成生产工艺及外部的仓储防护装备等改进措施,改进效果明显,从而提升防弹玻璃的使用寿命,提升产品的质量表现。

基于改进神经网络的玻璃纤维增强复合材料防弹性能预测模型研究

玻璃纤维增强复合材料是一种在兵器防护领域较为常用的材料,其防弹性能是评价材料特性最重要的指标之一。传统材料防弹性能的评估方法为人工实验对比数据,存在着工作量大、实验方法复杂且成本较高,检测效率低等缺陷,且评估结果容易产生较大偏差。BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)能够通过训练自主学习规则,减少输出误差。针对传统材料性能评估方法存在的问题,研究提出了采用BPNN对玻璃纤维增强复合材料的防弹性能进行预测,减少工作量,提高材料防弹性能评估效率。针对BPNN中存在的缺陷,研究采用烟花算法(fireworks algorithm,FWA)对其权值和阈值进行优化。最终,基于改进BPNN模型,构建防弹性能预测模型。实验结果显示,FWA-BPNN模型的预测精度超过了99.5%,而PSO-BPNN模型、GA-BPNN模型、BPNN模型的预测准确率分别为99.00%、98.50%、98.06%。实验结果表明:研究提出的FWA-BPNN模型能够高效率、高精度地完成玻璃纤维增强复合材料防弹性能预测,对我国兵器装备防护领域的发展有着积极意义,可以缩减材料的性能评估时间,提升材料性能的评估精度,为兵器装备的材料选择提供数据支撑。

轻型防弹玻璃的结构研究

改变层合防弹玻璃的面板和背板材料及结构组合形式 ,并通过测量防弹性能和面密度 ,选出了轻型防弹玻璃的材料与结构。结果表明 ,以无机玻璃 (G)作为面板材料 ,聚碳酸酯 (PC)作为背板的表层材料 ,定向有机玻璃(DYB)作为中间过渡材料 ,即 G/ DYB/ PC结构 ,具有优异的防弹性能 ,与传统防弹玻璃相比 ,可减重 2 0 %以上。同时还进一步研究了间隙装甲结构。

防弹玻璃在子弹冲击下的数值模拟研究

为研究防弹玻璃对步枪子弹的防护能力,建立了精细化的防弹玻璃数值模拟方法,分析了多层材料层合而成的防弹玻璃在7.62mm步枪子弹打击下的动力学响应与毁伤机理;通过子弹打击防弹玻璃的试验获得了防弹玻璃的破坏过程,验证了防弹玻璃侵彻毁伤及防护机理。研究表明:文章所用数值模拟方法可准确的描述子弹对防弹玻璃的复杂侵彻过程,可在未来提高防弹玻璃的设计效率。

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。

透明聚氨酯胶片的成型与应用研究

研究透明聚氨酯(PUR)浇铸料的合成,并用三种不同的方法成型出PUR胶片,对胶片的外观质量、光学性能及力学性能进行了比较。结果表明,离心浇铸法制出的胶片综合性能最好。进一步研究了离心浇铸法的各影响因素。将PUR胶片用于制造防弹玻璃,并全面测试了光学性能和防弹性能。

聚碳酸酯在轻型防弹玻璃上的应用研究

研究单层PC、层合PC、PC与有机玻璃层合 (AC/PC)、PC与无机玻璃层合 (G/PC)以及PC与有机玻璃和无机玻璃混合层合 (G/AC/PC)结构的防弹性能 ,对各种结构的减重效果和应用前景进行了分析和比较。结果表明 ,所有含PC的层合结构都有减重效果 ,但层合PC或AC/PC之类的有机结构减重效果和防弹能力远不如G/AC/PC或G/PC结构 ,G/AC/PC和G/PC结构最适合于轻型防弹玻璃。

环氧树脂固化剂对高强玻璃纤维复合防弹板的力学性能影响分析

对高强玻璃纤维复合防弹板的环氧树脂固化剂进行研究。重点研究了三种不同固化剂的种类、用量及环氧树脂分子量对纤维复合板力学性能的影响。研究表明不同牌号、不同分子量的环氧树脂 ,对纤维复合板力学性能有一定影响。综合考虑选用间苯二胺作为高强玻璃纤维复合防弹板的固化剂。

纤维复合材料在装甲防护上的应用

反装甲武器威力的飞速发展,迫使装甲防护材料必须具备轻质高强、优异的防弹性能及耐疲劳等性能。本文首先阐述了在装甲防护上纤维复合材料的优点和防弹机理,其次介绍了国外复合材料在装甲防护上的研究应用现状和新型研制技术,主要包括玻璃纤维、芳纶纤维、UHMWPE纤维以及PBO纤维等复合材料,然后介绍了我国纤维复合材料的研究及应用现状。最后结合我国目前的研制情况,提出了复合材料装甲的研究发展方向。

防弹汽车玻璃失效分析

介绍了汽车防弹玻璃结构的主要特点,并利用有限元分析的方法分析了汽车防弹玻璃特殊形状对玻璃特性的影响。着重对汽车防弹玻璃的应力特征进行了分析,指出目前汽车防弹玻璃的形状是汽车防弹玻璃的应力失效的主要因素。

防弹运钞车玻璃和钢板防弹性能的试验研究

在分析了多种防弹玻璃和防弹钢板的防弹性能和一定的试验基础上，讨论了防弹玻璃和防弹钢板用于运钞车防弹化改造的可行性，探讨了影响防弹运钞车玻璃和钢板防弹能力的因素。

光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂的研究

以聚醚多元醇、二异氰酸酯和丙烯酸羟丙酯为原料,合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚体,并以此为基料,通过添加光引发剂、活性稀释剂、增塑剂、偶联剂等制成光固化胶粘剂。实验结果表明:当活性稀释剂用量为20％-25％、丙烯酸羟丙酯(HPA)为10％-15％、硅烷偶联剂为3％-5％,以及预聚体制备的n(NCO)／n((OH)为0.95:1时,胶粘剂的剪切强度达到15MPa,透射率为98％。该胶粘剂可用于夹层安全玻璃、防弹玻璃、液晶显示器、汽车挡风玻璃、居室安全装饰玻璃的制造。