材料密度對改性PTFE毀傷元性能影響研究.pdf

1、采用聚四氟乙烯作為串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級裝藥的藥型罩材料能夠?qū)崿F(xiàn)對帶殼裝藥的穿而不爆，但由于純PTFE動態(tài)力學(xué)性能弱，存在侵徹能力不足的問題。在這一前提下，本文通過在PTFE中添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銅粉對其進(jìn)行填充改性，設(shè)計(jì)并制備了三種不同密度的改性PTFE材料，利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)和霍普金森壓桿(SHPB)實(shí)驗(yàn)裝置對其靜、動態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，獲得了不同密度改性PTFE在不同應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。利用AUTODYN-2D軟件對不同密度改性P

2、TFE藥型罩的射流成型過程和對帶殼裝藥的穿而不爆進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，對比分析了材料密度的影響，并得到了改性PTFE對帶殼裝藥穿而不爆的u2d閾值。研究結(jié)果表明:
　　(1)在準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)條件下，隨著材料密度的增大，改性PTFE材料抗拉強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度增大，拉伸斷裂伸長率變小。三種改性PTFE材料（密度由低到高）的壓縮強(qiáng)度比純PTFE分別提高了22.3％、27.1％和33.8％。(2)動態(tài)沖擊下，改性PTFE材料力學(xué)性能表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變

3、率強(qiáng)化現(xiàn)象，壓縮強(qiáng)度和臨界應(yīng)變明顯隨著應(yīng)變率提高而增大;材料的屈服強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度隨著密度的提高而提高。(3)利用靜態(tài)和動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選用并擬合了不同密度改性PTFE材料在常溫下的Johnson-Cook本構(gòu)方程。(4)利用AUTODYN-2D有限元軟件對改性PTFE藥型罩形成的射流沖擊帶殼裝藥過程進(jìn)行仿真，得到了三種改性PTFE材料射流對帶殼裝藥的起爆閾值分別為25.04mm3/μs2、24.805mm3/μs2和23.83mm3/

4、μs2，數(shù)值接近Held給出的23mm3/μs2。(5)三種密度的改性材料均沒有引爆帶殼裝藥;針對2/4/2結(jié)構(gòu)帶殼裝藥，在3倍炸高下，隨著材料密度的提高，射流穿透面板和背板開孔直徑增大;，隨著材料密度提高，射流對主裝甲的侵徹深度增大，PTFE-1、PTFE-2和PTFE-3分別比PTFE的侵徹深度提高了28.3％、45.7％和74.0％;綜合對比，三種改性PTFE材料均能實(shí)現(xiàn)對帶殼裝藥的穿而不爆，在此前提下應(yīng)選取PTFE-3材料作為串