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

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中掩體依舊作為戰(zhàn)場(chǎng)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(diǎn),就其使用的特殊性而言,其防護(hù)能力的大小關(guān)系著其內(nèi)部人員是否安全。本文以防護(hù)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(hù)甲板的有限元模擬等方面對(duì)凱芙拉纖維/陶瓷層間混雜復(fù)合材料的抗沖擊性能進(jìn)行研究。
　　本文通過(guò)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(qiáng)材料、應(yīng)變率較大的高強(qiáng)玻纖作為次要增強(qiáng)材料;選擇使用性廣泛、性?xún)r(jià)比突出的Al2O3陶瓷作為防護(hù)甲板的面板,考慮剛性大和工藝成熟的特點(diǎn),選擇環(huán)氧樹(shù)脂作為基體。
　　通過(guò)引入理論模型,分別分析纖維和陶瓷的受力過(guò)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(diǎn)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(hù)甲板的性能。
　　應(yīng)用ABAQUS有限元模擬軟件,對(duì)彈體沖擊凱芙拉纖

3、維/陶瓷層間復(fù)合甲板進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)彈體侵徹甲板過(guò)程、應(yīng)力變化及能量變化進(jìn)行分析,得到與理論相近的結(jié)果。通過(guò)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(hù)甲板厚度不變的情況下,纖維鋪設(shè)的層數(shù)越多,防護(hù)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(hù)效果最好。
　　根據(jù)有限元模擬的到的結(jié)論,設(shè)計(jì)掩體防