着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能

为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶层合板的抗侵彻性能,分析了其在不同工况下的变形与破坏机理.结果表明:薄芳纶层合板的弹道极限速度随初始着角的增加先减小后增大;随着入射速度的增大和初始着角的减小,着角改变量和攻角改变量均有减小的趋势;对于固定的着角,负攻角不利于子弹侵彻,正攻角有利于侵彻.

带攻角平头弹侵彻不同厚度芳纶层合板的数值模拟

为研究攻角对不同厚度芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,构建了三维有限元计算模型,首先通过对比实验结果验证了其可靠性,然后基于该数值模型,进一步计算了0°~30°攻角范围内,4、8和16 mm靶板的弹道响应,从子弹剩余速度、靶板能量吸收率、极限弹道速度与穿孔能量阈值4个方面,综合评估了芳纶层合板的抗侵彻性能。结果表明:攻角的影响与靶板厚度及子弹入射速度有关,随着攻角的增大,靶板的极限速度和穿孔能量阈值均有所降低,降低的程度随厚度的增加而减小;入射速度接近芳纶层合板弹道极限速度时,子弹剩余速度随着攻角增大而增大,但速度远高于弹道极限速度时,子弹剩余速度随着攻角增大而减小;攻角对芳纶层合板弹道性能的影响机理随靶板的破坏模式不同而改变。

弹体正冲击芳纶纤维层合板模拟研究

采用Abaqus/Explicit软件建立了弹体正冲击芳纶纤维层合板的有限元模型,并与已有文献结果进行对比以验证模型的可靠性,进而对三种不同形状弹体正冲击芳纶纤维层合板的临界速度、层合板的抗弹性能和破坏特征进行了分析。结果表明:锥形弹的临界速度最小,柱形弹的临界速度最大,而球形弹的临界速度介于二者之间;在相同的初速下,锥形弹体的杀伤力最大,球形弹体次之,而柱形弹体的杀伤力最小;层合板的破坏机制与弹头形状和冲击速度都有关系。该研究可为芳纶纤维层合板以及子弹弹头的设计和优化提供参考。

混杂与非混杂层合板弹丸冲击试验研究

为了验证表面铺覆芳纶纤维铺层降低碳纤维层合板冲击损伤的有效性,对环氧树脂基芳纶/碳纤维层间混杂层合板和非混杂碳纤维层合板进行了冲击试验研究。结果显示:8克弹丸以速度为276～366 m/s的冲击条件下,入射面铺覆芳纶可减小出射面和内部分层的损伤面积;出射面铺覆芳纶可减小出射面损伤面积,但会造成严重的混杂界面分层。为了减小碳纤维层合板的弹丸冲击损伤程度,可在冲击正面铺覆芳纶纤维层。