收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于纤维增强的船用防护模块抗侵彻性能研究

刘磊  
【摘要】:超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料具有轻质高强、抗侵彻性能优异等特点,广泛应用于各类防护装备之中。本文将超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料与金属材料相结合,将金属材料作为外层防护,既可磨蚀弹丸,又可减缓高分子材料的性能衰退;并通过结构优化设计得到了抗侵彻性能良好的船用防护模块。本文首先对船舶防护的背景及意义进行叙述,介绍了防护材料的研究现状及发展;利用万能试验机和霍普金森拉杆装置对船用防护模块所涉及的高强铝合金、无纬布层合板、立体织物复合板等相关组件进行准静态和动态力学性能研究,并基于实验结果拟合了相应的本构方程;然后,对各类船用防护模块组件靶板及船用防护模块进行侵彻响应实验,并在对实验结果进行分析比较的基础上;建立并优化了可兼顾计算精度和效率的侵彻数值模拟方法;基于数值模拟,系统研究了防护模块结构形式、迎弹面板和背弹面板厚度、各构成组件的排布顺序以及无纬布层合板组件的分层界面数等因素对船用防护模块的抗侵彻性能的影响规律;结合实验与数值计算结果,优选了船用防护模块的结构形式,拟合得到了可预测弹道极限的经验公式,以便为生产设计提供参考。主要研究内容及结论如下:(1)利用万能试验机获得了本文船用防护模块中所使用的组件材料力学性能参数,为数值分析提供可靠的参数。(2)基于霍普金森拉杆装置设计纤维材料拉杆试样,通过实验研究超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料的应变率效应,依据应力-应变关系拟合出无纬布层合板与立体织物复合板材料的本构方程。(3)使用7.62mm普通钢芯制式步枪弹,对船舶防护组件靶板与船用防护模块靶板分别进行侵彻实验,研究靶板的侵彻响应及失效模式。(4)使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了各类靶板的侵彻过程及失效形式,并通过实验证明了本文提出的侵彻简化数值模型的准确性和可靠性,并给出了数值模拟的误差范围。(5)由仿真分析防护模块中面板所占比例、无纬布和立体织物组件的排布顺序与无纬布组件的层数三种结构形式的改变,对防护模块抗侵彻性能的影响规律,得到薄铝合金迎弹面、不分层无纬布组件、立体织物组件、厚铝合金背弹面为最优组合形式。(6)通过理论研究与数据拟合,计算防护模块的弹道极限。研究不同靶板结构形式与弹道极限之间的关系,拟合组件厚度与弹道极限之间的经验公式。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 邹运;刘天生;刘敏娜;;杆式动能弹斜侵彻横向运动靶板影响因素的数值模拟[J];弹箭与制导学报;2011年03期
2 杜忠华,赵国志,杨大峰,刘国权;弹丸垂直侵彻陶瓷/金属复合靶板的简化模型[J];弹道学报;2001年02期
3 朱战飞;石全;王广彦;路航;李欣玥;;无攻角弹体斜侵彻多层间隔混凝土靶板特性[J];火力与指挥控制;2012年11期
4 汤雪志;王志军;董理赢;董方栋;;弹丸斜撞击间隔靶板的数值模拟[J];兵器装备工程学报;2019年06期
5 徐伟;陈长海;侯海量;朱锡;李茂;;球头弹低速斜侵彻下靶板穿甲破坏机理[J];国防科技大学学报;2018年01期
6 宋殿义,蒋志刚,曾首义;刚性尖头弹垂直撞击金属靶板耗能分析[J];弹道学报;2005年02期
7 高光发;赵凯;王焕然;;杆弹侵彻半无限延性靶板的特征、规律及其机理[J];兵工学报;2016年S2期
8 靳佳波;王树山;司红利;;高速杆条小着角侵彻靶板的三维数值模拟[J];弹箭与制导学报;2003年S1期
9 陈长海;侯海量;张元豪;朱锡;戴文喜;;中厚背水金属靶板抗钝头弹高速侵彻机制分析[J];上海交通大学学报;2017年12期
10 杜忠华,赵国志;子弹垂直侵彻陶瓷/铝合金靶板的理论分析模型[J];兵工学报;2001年04期
11 袁家俊;;卵形头弹斜侵彻铝合金双层靶板的轨迹变化规律分析[J];机械强度;2020年06期
12 杨超,赵宝荣,付克勤,王玉玲;剩余速度与靶板厚度关系的研究[J];兵器材料科学与工程;2003年06期
13 吴广;冯顺山;董永香;赵宜新;;不同硬度弹丸对中厚靶板作用的试验研究[J];兵工学报;2010年S1期
14 邱晓清;唐柏鉴;任鹏;张晓锋;;冲击波和破片对超高分子量聚乙烯板联合作用的仿真模拟[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2020年03期
15 陈长海;侯海量;张元豪;朱锡;李典;;钝头弹高速斜侵彻中厚背水金属靶板的机理研究[J];工程力学;2017年11期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 宋卫东;宁建国;;弹体对多层加筋靶板的侵彻研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 郭刘伟;谭多望;;带切割环弹体斜侵彻钢靶行为的数值模拟[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
3 刘海鹏;高世桥;金磊;;弹丸贯穿有限厚混凝土靶板实验与仿真分析[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
4 麻震宇;曾首义;蒋志刚;;侧向约束陶瓷复合靶板防护系数的数值模拟分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
5 武竞雄;何煌;曾首义;;杆式穿甲弹侵彻金属靶板的试验与数值模拟研究[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
6 吴广;冯顺山;董永香;赵宜新;;不同硬度弹丸对中厚靶板作用的试验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 王海兵;张建鑫;寿列枫;田宙;周刚;欧卓成;;花岗岩靶板侵彻破坏效应数值模拟[A];第五届全国计算爆炸力学会议论文摘要[C];2012年
8 张凤国;冯其京;郝鹏程;梁龙河;;聚能装药侵彻混凝土靶板的数值模拟方法研究[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
9 梁民族;李翔宇;卢芳云;王马法;覃金贵;;PELE侵彻有限厚混凝土靶板[A];第七届全国爆炸力学实验技术学会会议论文集[C];2012年
10 赵攀峰;沈兆武;孙宇新;;含损伤热塑性材料靶板的抗冲塞研究[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
11 卢广州;何煌;曾首义;;锥头弹侵彻金属薄靶板变形功的一种计算方法[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2006年
12 许瑞淮;聂国华;黄志强;;尖头刚性钨弹贯穿铝靶的数值模拟分析[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
13 宋卫东;王静;宁建国;;截卵形弹体贯穿加筋靶板的数值模拟研究[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
14 肖玲;梁仕发;;超高速穿甲弹对钢筋混凝土靶板的毁伤作用研究综述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
15 朱学旺;黄寅生;李永池;沈兆武;孙宇新;;贯穿有限厚金属靶板的一种模型[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
16 许陈虎;陈斌;宋殿义;;一种金属薄靶板弹道极限速度的计算公式[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
17 宋卫东;宁建国;;刚性弹体对加筋靶板的贯穿[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
18 楼建锋;王政;朱建士;洪滔;;含筋率对钢筋混凝土靶板抗侵彻性能的影响[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
19 郑延锋;何煌;曾首义;;双层陶瓷复合靶板优化计算研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
20 陈振兴;陈龙伟;;基于流体动力学的杆与半无限靶板斜侵彻的数值模拟[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 吴乔国;不同材料靶板的抗弹性能研究[D];中国科学技术大学;2012年
2 王晟;新型基质辅助激光解吸离子化质谱方法在生物样品快速和高灵敏检测中的应用研究[D];吉林大学;2018年
3 奚家文;论心理的具身性功能模块观[D];华东师范大学;2014年
4 张晓晴;陶瓷/金属复合靶板受变形弹体撞击问题的研究[D];太原理工大学;2003年
5 辛士红;纤维增强树脂基复合材料层合板抗侵彻性能数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2015年
6 王志海;三向纤维复合材料的冲击性能和抗侵彻/破坏机理研究[D];中国科学技术大学;2008年
7 孙炜海;锥头弹丸正撞击下金属靶板破坏模式的理论和数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 石海民;多风扇冷却模块匹配设计与控制方法研究[D];浙江大学;2017年
9 杨健锋;煤体黏聚裂纹本构方程研究及其在压裂工程中的应用[D];太原理工大学;2019年
10 王峰;有限元方法及其在高速碰撞中的应用[D];中国科学技术大学;2007年
11 肖琳;CFRP层合板低速冲击行为与损伤机理研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
12 马小敏;强动载荷下纤维-金属层合板及其增强梯度夹芯结构的力学行为[D];太原理工大学;2019年
13 宋丹龙;CFRP结构干涉连接区域损伤萌生机理与控制方法研究[D];西北工业大学;2016年
14 聂慧慧;Al/Mg/Al层合板的微观组织结构和热变形行为[D];太原理工大学;2017年
15 宫文然;含分层损伤复合材料(CFRP)层合板结构屈曲和后屈曲力学行为研究[D];天津大学;2015年
16 田爽;玻璃纤维增强铝合金层合板低速冲击损伤特性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
17 谢昱;层合板的应力分析及其剥离[D];清华大学;1988年
18 王异凡;多模块并联APF关键技术研究[D];浙江大学;2015年
19 唐术锋;基于万向式关节模块的自重构机器人研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
20 李豪;热轧复合不锈钢-碳钢层合板的界面层性能与塑性变形行为[D];北京科技大学;2020年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘磊;基于纤维增强的船用防护模块抗侵彻性能研究[D];江苏科技大学;2020年
2 张新;钛合金靶板抗弹性能的数值模拟研究[D];中北大学;2015年
3 庞洪鑫;高速侵彻钢筋混凝土靶板的数值模拟研究[D];北京理工大学;2015年
4 周昱;复合材料抗层压板抗高速冲击行为模拟研究[D];武汉理工大学;2011年
5 刘飞;陶瓷复合靶板抗30弹偏心入射机理研究[D];国防科学技术大学;2008年
6 符云帆;卵形弹对多层靶板的侵彻毁伤效应研究[D];湘潭大学;2020年
7 高迪;爆燃驱动式射钉侵彻靶板的数值模拟与试验研究[D];天津大学;2018年
8 孟阳;钢筋混凝土靶板在冲击或爆炸载荷作用下响应的数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2009年
9 田璐;单层金属板对外来物抗撞击特性影响因素研究[D];中国民航大学;2019年
10 祝家奇;双层铝合金板的抗冲击特性研究[D];中国民航大学;2019年
11 张航;弹体撞击金属靶板偏转特性研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
12 侯琼;聚能射流侵彻金属靶板产生等离子体的实验研究[D];北京理工大学;2016年
13 陈鹏;先进结构化表面冲击冷却性能研究[D];上海交通大学;2016年
14 张帅;弹丸侵彻钢筋混凝土多层靶板的数值模拟分析[D];南京理工大学;2018年
15 王胜国;平头弹撞击橡胶混凝土叠合靶板的数值研究[D];南昌航空大学;2018年
16 潘一佩;面向教育机器人的图形化编程模块设计及优化[D];华南理工大学;2017年
17 朱海飞;破片对板结构破坏过程数值仿真[D];华中科技大学;2007年
18 宫治鹏;海洋柔性管缆水下浮力模块的设计研究[D];大连理工大学;2016年
19 慈元卓;装备模块化设计中的模块创建研究[D];国防科学技术大学;2004年
20 赵翠翠;复合炸药能量输出与靶板塑性大变形响应研究[D];南京理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 毛晓荣;理清“五对关系”,让模块运行出效能[N];衢州日报;2019年
2 本报记者 高超;5G商用在即:国产光模块正迎头赶上[N];通信产业报;2019年
3 靖周 记者 李怀坤;模块编组,解决专业磨合难题[N];解放军报;2019年
4 通讯员 付艳娜;6701个模块拼出设计新“魔方”[N];中国石油报;2018年
5 刘树军 王琛明;攀钢模块修复技术获成功[N];中国冶金报;2002年
6 ;8GB DDR DRAM模块[N];中国计算机报;2004年
7 武汉华工正源光子技术有限公司市场部经理 张昱;光模块企业要兼顾EPON和GPON[N];中国电子报;2009年
8 张效;LPL广州LCD模块厂启动[N];电子资讯时报;2008年
9 张效;Nitride开发出高输出UV-LED模块[N];电子资讯时报;2007年
10 吴宗翰 DigiTimes;OEM计算机大厂拟降低模块容量[N];电子资讯时报;2006年
11 记者 吕志新;整合还是退出 背光模块厂面临艰难选择[N];电子资讯时报;2008年
12 中国信息通信研究院泰尔系统实验室 刘德强 韩镝 王晨;5G时代,光模块产业大有可为[N];人民邮电;2020年
13 本报记者 付奇;小小光模块,撬动百亿新市场[N];新华日报;2020年
14 厦门大学 康亚华;自选模块考试要平衡学科间难度[N];中国教育报;2011年
15 龚铠;市场需求推动我国IC卡模块企业快速发展[N];中国电子报;2001年
16 吴宗翰 DigiTimes;512MB DDRII模块恐破30美元[N];电子资讯时报;2007年
17 王君毅 DigiTimes;LCM换人做 背光模块厂备受考验[N];电子资讯时报;2007年
18 连于慧 DigiTimes;DRAM模块缺货成滚雪球效应[N];电子资讯时报;2006年
19 陈怡均 DigiTimes;今年DRAM模块市场上看113亿美元[N];电子资讯时报;2006年
20 吴宗翰 DigiTimes;电脑1GB DRAM模块搭载率将破五成[N];电子资讯时报;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
  • 010-62982499
  • 010-62783978