Al 2 O 3 /TC4/Kevlar多层轻质复合装甲及抗侵彻性能研究
发布时间：2021-10-27 20:08
现代战争条件下,世界各军事强国均致力于发展更灵活的军事单元,随着反装甲武器攻击性能日益高效及立体化,“机动性”与“防护性”逐渐成为战场上防护系统的新要求,抗弹能力更强、质量更轻的复合装甲成为装甲防护领域的研究重点。复合装甲因其可设计性而展现出的优异性能称为已成为国内外研究热点之一。本文设计了一种轻质多层复合装甲,研究了 12.7mm穿甲弹侵彻多层复合装甲的过程及其损伤机理,探究此装甲结构配置的优化设计。本文的主要研究内容如下:（1）基于对多种装甲防护材料的理解,采用A12O3、TC4、Kevlar制备多层复合装甲,依据《GJB/59.18-1988》的测试标准,对四组多层复合装甲进行12.7mm穿甲弹在820m/s速度下的垂直撞击实验,通过对比分析各结构下的装甲材料破坏机制,其中过渡TC4板与TC4背板厚度比为4:3时,抗侵彻性能最好,面密度仅为99.3kg/m2,防护系数高达2.49,实现了轻质高强的目标。（2）采用ANSYS/Autodyn构建了装甲结构的仿真模型,获取装甲结构各分层的损伤破坏结果并对数值仿真方法的有效性进行验证,进而利用数值仿真手段获取弹体侵彻过程及弹体速度、加速...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１米来地而车辆的减重趋势［４】??，
图１．４乔巴姆装甲结构??德Ｍ在英ｆｆｌ的“乔巴姆”结构基础上做了改进。由两层金属板（钢－钢或钢－??铝）中间插入砖块一样的小块陶瓷组成的陶瓷层，如图１．?４所示。在等重情况下，??这种结构的装甲与均质装甲钢相比，抗ｌＯＯｍｍ破甲弹能力可以提高三倍多。??２０世纪６０年代后期，俄罗斯主战坦克Ｔ－６４Ａ采用“钢＋夹层材料＋钢”的??明治”装甲结构（简称夹层装甲），夹层可选择的材料主要是高强度钢、锅??合金、钛合金、陶瓷、玻璃纤维等。这一结构沿用了将近２０年，直到１９８５年的??Ｔ－８０Ｕ坦克出现才告结束［｜２］。??日本９０式坦克的炮塔和车体前部，采用由轧制均质钢板和蜂窝状陶瓷组成??的复合装甲，炮塔两侧为间隔装甲。该车的防弹能力相当Ｔ？均质钢板的２－３倍［１３］。??近年来，美国的ＭＩＡＩ坦克上采用了钢／贫铀夹层／钢夹层复合结构，该贫铀??夹位七要山凯夫拉编织Ｎ及贫铀品须组成［１＼世界各国均致力于复合装甲的发??展
ｖ?３：ｖ－?斗巧??１?’??图２．１?Ａ组装甲试样??２．２．２约束夹具设计??陶瓷性能的发挥与其约束条件息息相关，为考量约束条件对本文设计复合装??甲性能的影响，设计铝合金工装夹具进行周向约束，进行对比试验，如阁２．２所??７Ｊ＼?〇??ｒ￣ｌ—ｎ２Ｑ?５０??—＃?＃?厂??！？?ｌＸ！?＃?§２０?—?一?§，??＇?＼?ｌ－＇ｉ＊?＂?＾?！??—?ｒ??＃?Ｉ?參働?—??ａ）约朿的Ａ？４试样阁?ｂ）约束夹具设计图??图２．２?Ａ＞４靶板样品及约束模具设计图??综上实验过程，本文制备４组实验靶板，记录为Ａ－ｌ、Ａ－２、Ａ－３、Ａ－４。其??中Ａ－ｌ、Ａ－２为不使用夹具约束试验，Ａ－２、Ａ－３靶板配置相同，其目的在于对比??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹靶作用过程中陶瓷基复合材料的表面驻留行为[J]. 高举斌,王扬卫,王富耻,孙见卓. 航空制造技术. 2017(04)
[2]碳化硅陶瓷材料的制备工艺和应用研究进展[J]. 叶常青,吴振伟,王小伟,管法东. 信息记录材料. 2014(04)
[3]钢/芳纶/钢三明治板抗高速破片侵彻性能研究[J]. 徐锐,戴文喜,徐豫新,马峰,王树山. 弹箭与制导学报. 2014(01)
[4]陶瓷-钛合金复合结构优化设计与试验研究[J]. 杨伟苓,钟涛,武海玲,白利红,苗成,李树涛. 兵器材料科学与工程. 2013(05)
[5]陶瓷/金属复合装甲抗侵彻研究进展[J]. 尹志新,李言语,梁兴华,陆辉. 四川兵工学报. 2013(05)
[6]复合装甲抗侵彻性能的数值分析[J]. 过超强,赵桂平. 应用力学学报. 2013(01)
[7]轻型陶瓷/金属复合装甲抗弹机理研究[J]. 侯海量,朱锡,李伟. 兵工学报. 2013(01)
[8]钛合金板抗12.7mm穿甲燃烧弹厚度效应试验研究[J]. 苗成,刘江南,钟涛,李树涛,武海玲,杨伟苓. 兵器材料科学与工程. 2012(05)
[9]动能弹低速侵彻装甲靶板过载数值模拟[J]. 余庆波,王海福,俞为民. 科技导报. 2012(15)
[10]影响陶瓷装甲抗弹性能的主要因素[J]. 张新杰. 材料开发与应用. 2012(02)
博士论文
[1]层状复合结构动态力学行为及应力波传播特性研究[D]. 杨震琦.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]陶瓷/金属复合材料的陶瓷损伤特性研究[D]. 王珍.武汉理工大学 2012
本文编号：3462245
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１米来地而车辆的减重趋势［４】??，
图１．４乔巴姆装甲结构??德Ｍ在英ｆｆｌ的“乔巴姆”结构基础上做了改进。由两层金属板（钢－钢或钢－??铝）中间插入砖块一样的小块陶瓷组成的陶瓷层，如图１．?４所示。在等重情况下，??这种结构的装甲与均质装甲钢相比，抗ｌＯＯｍｍ破甲弹能力可以提高三倍多。??２０世纪６０年代后期，俄罗斯主战坦克Ｔ－６４Ａ采用“钢＋夹层材料＋钢”的??明治”装甲结构（简称夹层装甲），夹层可选择的材料主要是高强度钢、锅??合金、钛合金、陶瓷、玻璃纤维等。这一结构沿用了将近２０年，直到１９８５年的??Ｔ－８０Ｕ坦克出现才告结束［｜２］。??日本９０式坦克的炮塔和车体前部，采用由轧制均质钢板和蜂窝状陶瓷组成??的复合装甲，炮塔两侧为间隔装甲。该车的防弹能力相当Ｔ？均质钢板的２－３倍［１３］。??近年来，美国的ＭＩＡＩ坦克上采用了钢／贫铀夹层／钢夹层复合结构，该贫铀??夹位七要山凯夫拉编织Ｎ及贫铀品须组成［１＼世界各国均致力于复合装甲的发??展
ｖ?３：ｖ－?斗巧??１?’??图２．１?Ａ组装甲试样??２．２．２约束夹具设计??陶瓷性能的发挥与其约束条件息息相关，为考量约束条件对本文设计复合装??甲性能的影响，设计铝合金工装夹具进行周向约束，进行对比试验，如阁２．２所??７Ｊ＼?〇??ｒ￣ｌ—ｎ２Ｑ?５０??—＃?＃?厂??！？?ｌＸ！?＃?§２０?—?一?§，??＇?＼?ｌ－＇ｉ＊?＂?＾?！??—?ｒ??＃?Ｉ?參働?—??ａ）约朿的Ａ？４试样阁?ｂ）约束夹具设计图??图２．２?Ａ＞４靶板样品及约束模具设计图??综上实验过程，本文制备４组实验靶板，记录为Ａ－ｌ、Ａ－２、Ａ－３、Ａ－４。其??中Ａ－ｌ、Ａ－２为不使用夹具约束试验，Ａ－２、Ａ－３靶板配置相同，其目的在于对比??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹靶作用过程中陶瓷基复合材料的表面驻留行为[J]. 高举斌,王扬卫,王富耻,孙见卓. 航空制造技术. 2017(04)
[2]碳化硅陶瓷材料的制备工艺和应用研究进展[J]. 叶常青,吴振伟,王小伟,管法东. 信息记录材料. 2014(04)
[3]钢/芳纶/钢三明治板抗高速破片侵彻性能研究[J]. 徐锐,戴文喜,徐豫新,马峰,王树山. 弹箭与制导学报. 2014(01)
[4]陶瓷-钛合金复合结构优化设计与试验研究[J]. 杨伟苓,钟涛,武海玲,白利红,苗成,李树涛. 兵器材料科学与工程. 2013(05)
[5]陶瓷/金属复合装甲抗侵彻研究进展[J]. 尹志新,李言语,梁兴华,陆辉. 四川兵工学报. 2013(05)
[6]复合装甲抗侵彻性能的数值分析[J]. 过超强,赵桂平. 应用力学学报. 2013(01)
[7]轻型陶瓷/金属复合装甲抗弹机理研究[J]. 侯海量,朱锡,李伟. 兵工学报. 2013(01)
[8]钛合金板抗12.7mm穿甲燃烧弹厚度效应试验研究[J]. 苗成,刘江南,钟涛,李树涛,武海玲,杨伟苓. 兵器材料科学与工程. 2012(05)
[9]动能弹低速侵彻装甲靶板过载数值模拟[J]. 余庆波,王海福,俞为民. 科技导报. 2012(15)
[10]影响陶瓷装甲抗弹性能的主要因素[J]. 张新杰. 材料开发与应用. 2012(02)
博士论文
[1]层状复合结构动态力学行为及应力波传播特性研究[D]. 杨震琦.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]陶瓷/金属复合材料的陶瓷损伤特性研究[D]. 王珍.武汉理工大学 2012
本文编号：3462245
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