PTFE-Cu材料的力學性能研究及應用.pdf

1、在對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，要求保證前級射流對帶殼裝藥的穿而不爆，應選擇低密度材料作為藥型罩材料，本文針對聚四氟乙烯密度較低，但動態(tài)沖擊力學性能弱，不能滿足串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級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其進行填充改性，獲得密度較高，沖擊力學性能滿足藥型罩工程實際應用的新材料為研究背景。
　　在對國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究基礎上，利用銅粉對PTFE進行填充改性處理，得到改性聚

2、四氟乙烯（PTFE/Cu），并對PTFE/Cu材料進行準靜態(tài)力學實驗研究；利用SHPB對PTFE/Cu進行不同應變率下的動態(tài)力學實驗，獲得基本力學性能參數(shù)；利用LS-DYNA軟件通過數(shù)值模擬驗證了擬合參數(shù)的可靠性，并對獲得參數(shù)進行修正；將 PTFE/Cu應用到聚能裝藥藥型罩中，對藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，數(shù)值仿真對帶殼裝藥的穿而不爆，對比分析開孔直徑和侵徹毀傷性能。
　　研究結(jié)果表明：（1）通過靜態(tài)力學性能實驗得到 PTFE/Cu的

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

4、藥進行仿真，當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4700m/s，具有較強的侵徹能力；在不引爆帶殼裝藥條件下，達到屏蔽板穿孔直徑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射流對主裝甲的侵徹深度提高27.1%。表明