收藏本站
《东华大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三维编织复合材料弹道侵彻的数值模拟

练军  
【摘要】:高强高模纤维增强复合材料因其具有较高的性能而广泛地应用在弹道防护领域,在相同的体系(纤维、树脂和纤维体积比含量)下,复合材料的增强相影响复合材料的弹道侵彻性能。层合板复合材料是应用最广泛的弹道防护材料,在弹道冲击下层合板的破坏形式包括纤维断裂、基体开裂和分层,而分层破坏是其最主要的破坏形式。三维编织复合材料相比于层合复合材料有较高的层间剪切强度和断裂韧性,因而其具有更高的冲击损伤容限。此外,利用三维编织技术可以一次成型得到复杂结构的预制件。由于该类复合材料细观结构的复杂性,在弹道防护领域的应用研究目前处于探索阶段。有关弹体对三维编织复合材料靶体侵彻过程和损伤机理的研究对防弹复合材料的结构设计具有重要的实际意义和理论价值。 本文主要通过对两种厚度三维编织复合材料靶板的弹道试验,揭示了三维编织复合材料在弹道冲击下的破坏形态和破坏模式,在考察三维编织复合材料细观结构的基础上,构建两种有限元模型,一种是基于三维编织结构复合材料“纤维倾斜模型"的基本思想在准细观结构层次上分解三维编织复合材料,然后建立与三维编织复合材料具有相同纤维体积含量的单向板细观模型。另一种是根据三维编织复合材料的编织结构把三维编织复合材料分为不同的组,由每组纱线的空间构形确定三维编织复合材料的整体空间构形,从而在纤维体积比含量和实际试样相同的基础上构建三维编织复合材料的细观结构模型。弹体在整个侵彻过程中没有变形,可认为是刚体,而纤维和树脂采用高应变率下的最大失效应变准则。通过精细化准细观结构模型和细观结构模型的弹道侵彻破坏过程的有限元计算,得到弹体贯穿靶体后的剩余速度和靶体变形形态。计算结果与弹道测试结果的比较证明在三维编织复合材料准细观结构简化方案基础上的精细模型和真实细观结构模型计算三维编织复合材料弹道冲击性能的有效性,并根据两种不同的模型讨论靶板破坏方式和破坏机理。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB332

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王晓强;朱锡;梅志远;;纤维增强复合材料抗侵彻研究综述[J];玻璃钢/复合材料;2008年05期
2 陈磊;徐志伟;李嘉禄;张刘飞;陈利;吴晓青;孙颖;陈光伟;;防弹复合材料结构及其防弹机理[J];材料工程;2010年11期
3 张宏伟;唐硕;;复合材料层合板的冲击损伤特性研究[J];中国民航大学学报;2012年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 徐静怡,顾伯洪;编织复合材料弹道冲击破坏形态及模式[J];弹道学报;2002年02期
2 陈利,李嘉禄,李学明;三维编织中纱线的运动规律分析[J];复合材料学报;2002年02期
3 顾伯洪,徐静怡;三维编织复合材料弹道侵彻准细观层次有限元计算[J];复合材料学报;2004年03期
4 江大志,沈为,彭立华,王兴业,黄玉盈;层合复合材料冲击损伤破坏过程研究(I)——数值分析[J];复合材料学报;1997年03期
5 江大志,沈为,王兴业,黄玉盈;层合复合材料冲击损伤破坏过程研究(I)——宏观破坏准则[J];复合材料学报;1997年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丛培红,李同生,张绪寿,李家泽;交联聚酰亚胺的减摩增韧改性[J];工程塑料应用;1997年02期
2 虢忠仁;杜文泽;王树伦;金子明;钟蔚华;;芳纶纤维抗弹复合材料研究进展[J];工程塑料应用;2009年01期
3 韩海山;孙占英;沈春银;戴干策;;剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究[J];工程塑料应用;2009年05期
4 江克斌;陈立;赵启林;;多向铺层拉挤FRP薄壁梁成型工艺及弯曲性能研究[J];工程塑料应用;2011年04期
5 赵若红,熊光晶,杨建中;纤维复合材料加固混凝土轴压柱的应用研究现状和展望[J];四川建筑科学研究;2002年03期
6 罗苓隆,赵敏,胥春先,周复兴;碳纤维布测试方法研究[J];四川建筑科学研究;2004年03期
7 辜文杰;李刚;谢云;;结构抗冲击设计的泰勒理论修正及计算机模拟[J];四川建筑科学研究;2008年02期
8 俞祁治,朱元林,何平,张健明;冲量及含水量对冻结黄土冲击韧度的影响[J];冰川冻土;1995年S1期
9 支建庄,郑坚,赵庆岚,姚战军;锡-银系无铅焊料动态强度研究[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
10 崔亚;张治民;倪杨;;热处理对50SiMnVB钢的动态性能与组织的影响[J];兵器材料科学与工程;2008年04期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄玉松;陈跃如;邵军;李明利;王运华;;超高分子量聚乙烯纤维复合材料的研究进展[J];工程塑料应用;2005年11期
2 郑震,唐小真,施楣梧,周国泰;UHSPE纤维的表面改性及其增强复合材料防弹性能的研究[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
3 梅志远,谭大力,朱锡,候海量;层合板抗弹混杂结构优化试验研究[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
4 顾冰芳;龚烈航;徐国跃;;基于神经网络的UHMWPE复合材料防弹性能研究[J];兵器材料科学与工程;2006年06期
5 陈晓,周宏,王西亭;叠层靶板的弹道侵彻数值仿真[J];兵工学报;2004年03期
6 张佐光,李岩,殷立新,梁志勇;防弹芳纶复合材料实验研究[J];北京航空航天大学学报;1995年03期
7 张大兴,张佐光,仲伟虹,孙志杰;成型压力等因素对UD66靶板弹道性能的影响[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
8 刘国权,杨大峰,梅树清;防弹用纤维复合材料最佳树脂含量研究[J];玻璃钢/复合材料;2001年02期
9 金宏彬,丁辛;复合材料弹道冲击性能研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2002年02期
10 赵俊山,王勇祥,邱桂杰,孟弋洁;结构/功能一体化轻质复合防弹材料研究[J];玻璃钢/复合材料;2005年01期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈炎;孙秦;;复合材料层合板弹击性能数值研究[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
2 左向春;王瑞岭;刘腾龙;刘长顺;;防弹无纬布复合材料的现状[J];玻璃钢/复合材料;2010年05期
3 徐豫新;王树山;严文康;虢忠仁;;纤维增强复合材料三明治板的破片穿甲实验[J];复合材料学报;2012年03期
4 王凤德;陈超峰;朱建生;彭涛;兰江;;对位芳纶在防弹领域的应用[J];高科技纤维与应用;2011年03期
5 薛书凯;陈建梅;成敏苏;;装甲车用新型高性能防弹复合材料技术研究[J];玻璃钢/复合材料;2012年04期
6 薛书凯;;新型高性能防弹复合材料技术研究[J];玻璃钢/复合材料;2012年S1期
7 董玲;李鹏;杨小平;张雪梅;;全硫化纳米羧基丁腈橡胶增韧环氧树脂性能的研究[J];玻璃钢/复合材料;2013年01期
8 吴哲;杨春梅;张杨;马岩;刘千军;袁伟杰;邓涛;;钨纤维增强铜基复合材料构造木基防弹板的机理研究[J];安徽农业科学;2013年28期
9 徐锐;戴文喜;徐豫新;马峰;王树山;;钢/芳纶/钢三明治板抗高速破片侵彻性能研究[J];弹箭与制导学报;2014年01期
10 田占强;马志垒;李成;;复合材料纤维叠层织物弹道侵彻数值分析[J];机械设计与制造;2011年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 徐静怡,顾伯洪;编织复合材料弹道冲击破坏形态及模式[J];弹道学报;2002年02期
2 陈利,李嘉禄,李学明,邱冠雄;三维方型编织预制件的纱线编织结构[J];复合材料学报;2000年03期
3 顾伯洪;织物弹道贯穿性能分析计算[J];复合材料学报;2002年06期
4 江大志,沈为,彭立华,王兴业,黄玉盈;层合复合材料冲击损伤破坏过程研究(I)——数值分析[J];复合材料学报;1997年03期
5 江大志,王兴业,沈为,黄玉盈;波速测量层合复合材料冲击损伤实验[J];国防科技大学学报;1997年01期
6 王彪;正交异性介质中的Snell定理[J];力学与实践;1994年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马文锁;赵允岭;冯伟;;三维编织复合材料理论研究进展[J];材料科学与工程学报;2006年04期
2 顾伯洪,徐静怡;三维编织复合材料弹道侵彻准细观层次有限元计算[J];复合材料学报;2004年03期
3 ;科研鉴定[J];天津工业大学学报;2004年01期
4 刘芳,杨柳,张传雄;玻纤/环氧三维编织复合材料动态压缩性能研究[J];玻璃钢/复合材料;2005年02期
5 练军;;动力有限元在三维编织复合材料弹道冲击性能研究中的应用[J];玻璃钢/复合材料;2006年02期
6 卢子兴,杨振宇,李仲平;三维编织复合材料力学行为研究进展[J];复合材料学报;2004年02期
7 朱荣生;芳纶三维编织复合材料的抗冲击性能研究[J];产业用纺织品;2004年08期
8 陈林;刘建军;邹武;;三维编织复合材料的微结构与力学性能研究进展[J];材料导报;2010年07期
9 王波,矫桂琼,陶亮,耿小亮;三维编织T300/QY9512弯曲性能的实验研究[J];西北工业大学学报;2003年05期
10 孙颖,李嘉禄,李学明;二步法和四步法三维编织复合材料轴向力学性能的比较研究[J];天津工业大学学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾涛;方岱宁;;三维四向编织复合材料非线性响应及失效分析[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
2 葛军;丁龙章;陈水福;;预应力混凝土框架计算的整体有限元方法[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十一届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2002年
3 徐华;马瑞芳;陈建明;贾培发;;几种典型单元剖分结果的绘制方法在复合动力学环境可视化仿真(CDE-VSIM)系统中的应用[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
4 朱菊芬;牛海英;季文峰;;参考面单元模式及其在分层梁振动分析中的应用[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
5 吴永前;吴时彬;伍凡;;大型轻质反射镜加工支撑状态的有限元分析研究[A];现代光学制造技术论文集[C];2002年
6 徐红艳;陆燕;李忠;;地球同步轨道辐射制冷器热分析[A];上海市制冷学会2005年学术年会论文集[C];2005年
7 罗承刚;;CZ14型压电加速度传感器机电耦合仿真分析[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
8 刘欣;;单位分解有限元方法求解应力强度因子[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2006(11)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第11届学术研讨会论文集[C];2006年
9 殷有泉;吴向军;刁建快;蒋阗;单文文;;水力压裂支撑裂缝对储层应力场的影响和重复压裂产生新缝的可能性[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
10 刘学晨;陆伟东;刘伟庆;周石磊;;门前设置聚氨酯泡沫塑料对防护门抗爆性能影响的数值分析[A];第一届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 安世亚太 雷先华;某型战机RCS计算简报[N];中国航空报;2005年
2 本报记者  杨熙明;汽车梦圆会有时[N];湖南日报;2006年
3 本报记者 杨熙明;让“中国制造”更加响亮[N];湖南日报;2005年
4 齐芳;我科学家研制成功高性能计算软件平台[N];光明日报;2007年
5 记者 李大庆;让计算机硬件性能发挥到极致[N];科技日报;2007年
6 通讯员 齐焕君;吴学仁荣膺国际大奖[N];中国航空报;2000年
7 安世亚太 雷先华;ANSYS高性能并行计算[N];中国航空报;2005年
8 记者 李大庆;有限元程序自动生成系统升级换代[N];科技日报;2002年
9 包亦望 万德田 刘立忠 韩松 石新勇;钢化玻璃自爆源和自爆机理分析[N];中国建材报;2007年
10 吴山青;知难而上为推广[N];光明日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 练军;三维编织复合材料弹道侵彻的数值模拟[D];东华大学;2006年
2 赵亚平;钢筋混凝土梁损伤诊断的振动模态分析方法[D];中国农业大学;2005年
3 陈锦江;轴承数字化设计及其在高速陶瓷球轴承结构设计中的应用[D];天津大学;2004年
4 苏哈布;开孔钢板剪力键的性能研究[D];同济大学;2007年
5 严实;三维四向编织复合材料的力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 刘梅林;节点间断伽辽金有限元方法及其在计算电磁学中的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 胡姝芳;哈密顿系统有限元方法的长时间性质研究[D];湖南师范大学;2012年
8 杨军征;有限体积—有限元方法在油藏数值模拟中的原理和应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2011年
9 王波;三维编织复合材料力学行为研究[D];西北工业大学;2003年
10 赵国忠;变分迭代方法及Lagrange坐标系下的间断有限元方法研究[D];中国工程物理研究院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈运鑫;小型超导磁体的电流引线及脉管制冷机研究[D];浙江大学;2007年
2 寇志起;用有限元方法计算向列相液晶盒中的指向矢分布[D];河北工业大学;2002年
3 邢帆;小比例掺量纳米粒子及氧化锌晶须对PP-R树脂力学改性研究[D];西南交通大学;2005年
4 李健;连续刚构桥梁施工控制静力分析及程序设计[D];昆明理工大学;2005年
5 龚安栋;卫星太阳能帆板的有限元分析[D];国防科学技术大学;2004年
6 常春影;门式起重机结构动态特性分析[D];大连理工大学;2006年
7 胡芳芳;纤维(FRP)约束混凝土柱力学性能研究[D];长安大学;2005年
8 黄锰钢;一个新型的抛物线索单元及其验证[D];福州大学;2006年
9 李朝红;CS板式结构建筑温度效应研究[D];天津大学;2004年
10 王家主;长大纵坡沥青路面材料组成设计与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026