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陶瓷/纤维复合板抗侵彻特性研究

刘志翔  
【摘要】: 陶瓷/纤维复合防护结构与传统防护结构相比,具有面密度低、冲击吸能高、防护性能好等优点,在兵器工业、防护工程等领域有着广泛的应用。本文结合日遗化武在挖掘、运输等过程中的防护问题,以150mm红弹为防护对象,开展了复合防破片板的研制,建立了破片侵彻的数值分析模型,模拟了破片侵彻靶板的过程,分析了破片对靶板的破坏机理,通过与试验结果进行对比,验证数值分析模型的有效性。并运用数值分析模型进行了复合防破片板在受到150mm红弹爆炸时所产生的破片冲击时的结构优化设计,找到了满足防护要求的经济合理的防护结构。主要研究内容及成果包括: 1、通过对日遗化武爆炸威力的计算,分析其破坏形式和毁伤效能,并结合陶瓷复合防护结构的抗弹机理,提出了五种防破片板结构初步设计方案; 2、根据陶瓷和纤维的力学特性,从破坏过程、破坏模型及受力等方面论述了材料及靶板的抗侵彻机理; 3、根据抗侵彻机理,建立复合防破片板的侵彻数值分析模型,模拟破片对防破片板的侵彻过程,同时进行侵彻试验加以对比,验证数值分析模型的正确性; 4、运用数值分析模型对陶瓷/纤维复合防破片板结构进行了优化设计,提出了防护结构在受到150mm红弹爆炸时所产生的破片撞击时的最佳厚度组成。 本文的研究结果为设计和制造高性能防破片板提供了依据,对保证日遗化武在挖掘、运输等过程中的防护安全性具有重要的意义。


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