層間混雜復(fù)合材料體系設(shè)計與抗沖擊性能數(shù)值模擬研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中掩體依舊作為戰(zhàn)場中指揮、防御、觀察、射擊的綜合性的軍事工事。在厚厚的鋼筋混凝土包裹下的掩體,其觀察口往往成為薄弱點,就其使用的特殊性而言,其防護能力的大小關(guān)系著其內(nèi)部人員是否安全。本文以防護輕武器為目標(biāo),從材料的選擇、理論模型的分析、彈體沖擊掩體防護甲板的有限元模擬等方面對凱芙拉纖維/陶瓷層間混雜復(fù)合材料的抗沖擊性能進行研究。
　　本文通過比較4種不同的纖維材料的性能并結(jié)合纖維的混雜效應(yīng),選擇綜合性能優(yōu)益的凱芙拉纖維作為

2、主要增強材料、應(yīng)變率較大的高強玻纖作為次要增強材料;選擇使用性廣泛、性價比突出的Al2O3陶瓷作為防護甲板的面板,考慮剛性大和工藝成熟的特點,選擇環(huán)氧樹脂作為基體。
　　通過引入理論模型,分別分析纖維和陶瓷的受力過程。陶瓷在彈體的壓縮應(yīng)力作用下形成陶瓷錐,能夠破壞彈體,纖維含量的增加及相交匯的結(jié)點增多能夠反射應(yīng)力波,提高波速,能夠吸收更多的能量,提高整體防護甲板的性能。
　　應(yīng)用ABAQUS有限元模擬軟件,對彈體沖擊凱芙拉纖

3、維/陶瓷層間復(fù)合甲板進行數(shù)值模擬。對彈體侵徹甲板過程、應(yīng)力變化及能量變化進行分析,得到與理論相近的結(jié)果。通過更改纖維的鋪層角度、混雜的比例、層數(shù)的多少,鋪層次序等參數(shù)得到不同的數(shù)值。其結(jié)果表明,在掩體防護甲板厚度不變的情況下,纖維鋪設(shè)的層數(shù)越多,防護的效果越好;兩種纖維混雜的最佳比例的范圍為0.3～0.7,相間鋪設(shè);0°/30°/60°/90°/-60°/-30°/0°鋪設(shè)的防護效果最好。
　　根據(jù)有限元模擬的到的結(jié)論,設(shè)計掩體防