PTFE-Cu材料的力學(xué)性能研究及應(yīng)用.pdf

1、在對(duì)帶殼裝藥裝甲毀傷方面，串聯(lián)戰(zhàn)斗部技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，要求保證前級(jí)射流對(duì)帶殼裝藥的穿而不爆，應(yīng)選擇低密度材料作為藥型罩材料，本文針對(duì)聚四氟乙烯密度較低，但動(dòng)態(tài)沖擊力學(xué)性能弱，不能滿足串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級(jí)聚能裝藥的藥型罩材料承受爆炸載荷需要的前提，在聚四氟乙烯中加入銅粉對(duì)其進(jìn)行填充改性，獲得密度較高，沖擊力學(xué)性能滿足藥型罩工程實(shí)際應(yīng)用的新材料為研究背景。
　　在對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，利用銅粉對(duì)PTFE進(jìn)行填充改性處理，得到改性聚

2、四氟乙烯（PTFE/Cu），并對(duì)PTFE/Cu材料進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究；利用SHPB對(duì)PTFE/Cu進(jìn)行不同應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得基本力學(xué)性能參數(shù)；利用LS-DYNA軟件通過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證了擬合參數(shù)的可靠性，并對(duì)獲得參數(shù)進(jìn)行修正；將 PTFE/Cu應(yīng)用到聚能裝藥藥型罩中，對(duì)藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，數(shù)值仿真對(duì)帶殼裝藥的穿而不爆，對(duì)比分析開(kāi)孔直徑和侵徹毀傷性能。
　　研究結(jié)果表明：（1）通過(guò)靜態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)得到 PTFE/Cu的

3、拉伸斷裂強(qiáng)度高達(dá)18MPa，斷裂伸長(zhǎng)率約285％，承受的最大壓縮強(qiáng)度高達(dá)41MPa。（2）動(dòng)態(tài)沖擊下，隨著應(yīng)變率的增大，PTFE/Cu的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度在提高，而且最大抗壓強(qiáng)度有較為明顯的增加。（3）根據(jù)靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)分析，獲得了PTFE/Cu材料常溫下的Johnson-Cook本構(gòu)方程；并利用LS-DYNA有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果和實(shí)驗(yàn)具有較好的一致性。（4）利用AUTODYN有限元軟件對(duì)PTFE/Cu藥型罩形成的射流沖擊帶殼裝

4、藥進(jìn)行仿真，當(dāng)PTFE/Cu藥型罩口徑40mm，錐角60°，壁厚3mm，裝藥高度一倍口徑，三倍炸高條件下，PTFE/Cu形成穩(wěn)定射流，且頭部速度高達(dá)4700m/s，具有較強(qiáng)的侵徹能力；在不引爆帶殼裝藥條件下，達(dá)到屏蔽板穿孔直徑7.50mm，面板穿孔直徑為8.60mm，背板穿孔直徑達(dá)8.00mm，PTFE/Cu射流較PTFE射流在帶殼裝藥前面板和后背板有較大的穿孔直徑，PTFE/Cu射流較PTFE射流對(duì)主裝甲的侵徹深度提高27.1%。表明