新型复合防弹装甲结构材料的研究

通过分析陶瓷与复合材料的防弹机理,借助数值模拟分析技术对复合装甲的结构进行设计,并制备靶板,研究了复合装甲的材料与结构形式对防弹性能的影响,通过打靶实验,验证了结构设计的科学性及合理性。本文还在防弹装甲结构中尝试橡胶材料的应用,靶试结果表明,橡胶在防弹性能上具有明显作用。

陶瓷/橡胶复合装甲对射流防护效能的实验研究

为了探索新型复合装甲抗射流侵彻的规律,采用Ф56mm成型装药基准弹,通过剩余穿深DOP实验,研究了不同倾角(0°,30°,45°,60°)条件下陶瓷/橡胶复合装甲抗射流侵彻的防护能力,分析了射流侵彻后复合靶板变形、射流侵彻后速度变化、鉴定板开坑及剩余穿深,得到了射流剩余速度和剩余穿深随倾角的变化曲线,讨论了陶瓷/橡胶复合装甲抗射流侵彻的规律,以及倾角、陶瓷上层靶板材料、橡胶夹层材料对其抗射流侵彻原理。结果表明,由于陶瓷材料的质量防护因数大于钢,以及橡胶材料的低阻抗性质,与等质量均质钢装甲相比,陶瓷/橡胶复合装甲具有优良的抗射流侵彻性能,各层材料对复合靶板抗射流侵彻性能有很大影响;60°倾角时陶瓷/橡胶复合装甲具有最优的抗射流侵彻能力。

不同厚度陶瓷与钢背板复合抗弹丸穿甲能力的实验研究

采用12.7mm穿甲燃烧弹,研究陶瓷/钢复合装甲当陶瓷支撑钢板厚度不同时抗弹性能的变化情况。靶板采用Al2O3陶瓷作为面板,背板采用高强度钢板,装甲铝合金为基板,背板与面板之间应粘结良好。研究结果表明：陶瓷面板厚度为10mm时,随着钢背板厚度增加,整体结构的抗弹能力提高;陶瓷面板厚度为8mm,钢背板厚度为1-2mm时,抗弹能力随着背板厚度增加变化不显著;面/背板间高粘接强度可保证陶瓷面板具有优良抗弹性能。

陶瓷橡胶复合装甲防护性能影响因素研究

为研究倾角和复合靶板各层厚度变化对陶瓷橡胶复合靶板防护性能的影响,通过优化对比网格划分疏密程度,获得与实验较接近的仿真结果,在此基础上,对倾角或复合各层靶板厚度不同时聚能射流侵彻陶瓷复合靶板的过程进行数值模拟仿真研究。结果表明：随着倾角的增大,陶瓷橡胶复合靶板对聚能射流的扰偏作用越明显,射流剩余速度越低,偏转角越大,复合靶板的防护性能越强;当复合靶板各层厚在3～5 mm内变化时,利用正交试验的方法得到面板厚为5 mm、夹层厚为3mm和背板厚为5 mm,复合靶板的防护性能相对较强。

多层橡胶陶瓷复合装甲的抗侵彻性能研究

设计了一种多层橡胶陶瓷复合装甲结构。采用LS-DYNA数值仿真的方法,分析了穿甲弹在不同着角下侵彻复合装甲的速度损失和质量销蚀曲线,发现速度损伤量和质量销蚀率随着角的增大而增大。根据多组分复合装甲混合律计算出装甲的抗弹能力,得出多层橡胶陶瓷复合装甲具有良好的抗穿甲弹性能的结论,可以为其他橡胶复合装甲结构的设计提供支撑和依据。

某陶瓷/钢复合装甲抗大质量破片侵彻能力研究

陶瓷/金属复合结构装甲具有质量轻、抗弹性能优异的特点,广泛应用于各类轻质装甲中。为得到某陶瓷/钢复合装甲抗大质量破片的侵彻能力,在与已有试验结果对比验证的基础上,运用ANSYS/LS-DYNA软件对大质量破片侵彻该陶瓷/钢复合装甲过程进行数值模拟,分析破片初速、装甲倾角对破片极限穿透速度和后效威力的影响,以及侵彻过程中破片能量变化,获得了该复合装甲的抗侵彻规律,并利用工程算法计算得到装甲防护系数。结果表明:随着装甲倾角的增加,破片极限穿透速度先减小后增大,剩余速度和剩余质量先增大后减小,装甲存在一个“最易侵彻角”;随着破片初速的增加,破片剩余速度呈线性递增,剩余质量呈线性递减;通过工程算法得到该装甲面密度为普通装甲钢的74%,对破片的防护系数达到1.5。

射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的数值仿真与实验研究

运用LS-DYNA动力学分析软件,对具有不同橡胶夹层厚度的陶瓷/橡胶/钢复合靶在30°和60°倾角下的射流侵彻情况进行了数值模拟。采用聚能装药基准弹,进行了剩余穿深实验,研究了射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶后射流速度、靶板变形和剩余穿深,分析了倾角和橡胶夹层厚度对复合靶抗射流侵彻性能的影响机理。结果表明:射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的性能受倾角的影响很大,尤其是在大倾角下影响更为显著;橡胶夹层对射流侵彻性能有一定的影响,但其厚度的变化对射流侵彻性能的影响很小。