层间混杂复合材料装甲板防弹性能及其防弹机制

为研究层间混杂复合材料装甲板的防弹性能及其防弹机制,采用钢芯弹侵彻层间混杂复合材料装甲板。以超高分子量聚乙烯（Ultra high molecular weight polyethylene,UHMWPE）纤维、对位芳香族聚酰胺纤维作增强纤维,水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane,WPU）树脂和环氧树脂（Epoxy resin,EP）作基体,采用热压工艺制备单向（Unidirectional,UD）结构的层间混杂复合材料装甲板。研究混杂比例、防弹面和树脂基体对混杂复合材料装甲板防弹性能的影响以及弹击后混杂复合材料装甲板的破坏形貌,分析混杂复合材料装甲板的防弹机制,并对复合材料装甲板的破坏机制进行了分析。结果表明:混杂复合材料装甲板的防弹性能优于其任一单一纤维复合材料装甲板;WPU的防弹性能要优于环氧树脂;以UHMWPE纤维复合材料充当防弹面时,混杂复合材料装甲板具有更好的防弹性能;纤维拉伸变形和装甲板分层是纤维复合材料装甲板主要的吸能方式。      

陶瓷-金属复合材料在防弹领域的应用研究

陶瓷-金属复合材料具备高硬度、高强度、高韧性以及低密度的优点,已被广泛应用于防弹领域.介绍了几种陶瓷-金属复合装甲形式及其相应特点,重点论述了陶瓷-金属功能梯度装甲的研究进展,并对其前景和当前的工作重点进行了讨论.     

防弹复合材料结构及其防弹机理

探讨了弹块与防弹复合材料的作用机理,分析弹块在侵彻过程中复合材料吸能方式和破坏模式的变化,提出了防弹复合材料的结构设计概念.分别研究了单根纤维性能、织物结构、树脂性能、基体含量和复合材料界面粘接强度等因素对防弹性能的影响,并指出目前存在的不足,以期为今后防弹复合材料的结构设计提供借鉴.     

镁合金装甲板防弹测试

目的研究不同厚度的"镁合金-钢"复合、"钢-镁合金-钢"复合装甲靶材以及单一材料的镁合金和钢装甲靶材,对Φ7.62 mm和Φ12.7 mm这2种类型子弹的抗弹效果。方法通过"半连续电磁铸造-均匀化退火-挤压变形-时效热处理"等一系列工艺,制备镁合金装甲靶材。通过研究子弹入射深度和子弹弹孔的宏观及微观图片,分析不同组合靶板的抗弹效果。结果 "30 mm镁合金C-4 mm钢板"对Φ7.62 mm子弹具有良好的抗弹性;"8 mm钢板-30 mm镁合金B-8 mm钢板"对Φ12.7 mm子弹具有良好的抗弹性;越靠近弹孔,晶粒变形越明显,且孪晶越多,孪晶密集处出现裂纹,推断弹孔周围孪晶是导致裂纹产生的原因。结论几种工业镁合金与钢板复合组成的装甲板可以有效达到防弹效果。     

复合材料装甲技术的发展及应用

介绍了复合材料装甲的优点、防护机理及其在武器装备中的重要性。详细论述了国内外复合材料装甲的技术发展现状及其在作战中的应用 ,并指出未来先进复合材料装甲的研究发展趋势     

纤维增强防弹复合材料及应用

本文主要介绍了新型防弹复合材料的防弹原理、纤维增强防弹复合材料的进展及防弹塑料片材的应用.     

硬质防弹纤维复合材料的研究进展

本文分三个方面,即高性能纤维的选材、纤维和树脂对防弹性能的影响以及复合材料的整体防弹机理,对硬质防弹复合材料研究中涉及的选材、成型条件和复合方式等因素,进行了较为详细的述评,尤其对超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料的研究给予特别关注,并指出了当前防弹复合材料领域研究的热点.     

超高分子量聚乙烯纤维增强防弹复合材料研究进展

介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的特点、种类及编织结构,分析了UHMWPE纤维复合材料的防弹机理,总结了UHMWPE纤维的编织结构、树脂基体性能、界面性能等因素对防弹性能的影响,归纳了UHMWPE纤维防弹复合材料的优缺点,并对UHMWPE纤维复合材料的发展进行了展望。     

军用防弹防爆方舱主要材料与结构

目的提高军用方舱的防护性能,满足机动作战、立体攻防的总体要求。方法分析军用方舱在现代战争中面临的主要威胁,并对防爆防弹方舱的主要防护材料及防护结构进行对比研究。结论研制成本低、强度高、质量轻、体积小的高性能纤维复合材料和新结构是军用防爆防弹方舱的发展方向。     

陶瓷基透明防弹装甲研究进展

随着军用载具所受威胁的不断升级,对于驾驶舱的防护要求也在增加.传统以防弹玻璃为主的透明装甲已难以满足使用要求.更轻更薄的陶瓷基透明装甲正在逐渐成为主流选择.与其他防弹装甲相似,透明防弹装甲的主要研究方向包括:寻找性能更优的材料用于装甲组件;通过实验或计算机模拟对结构设计与弹道实验进行指导;更加深入地了解装甲材料所需的主要性能、系统整体性能以及整个系统各组件之间的相互影响.依据这一思路,本文首先简要综述了陶瓷透明防弹装甲研究较多的三种迎弹面陶瓷材料的优缺点、制备工艺以及各自的发展及应用水平,三种陶瓷中蓝宝石的静力学参数最优,而实际防弹效果则以多晶陶瓷更好,导致这一现象的原因主要是两类陶瓷碎裂模式的不同产生的弹丸-陶瓷相互作用效果的差异;然后对多晶陶瓷、单晶、玻璃三种类型材料高应变率下的裂纹扩展特性和防弹性能进行了讨论,高应变速率下材料裂纹扩展特性对冲击能量/速率是敏感的,多晶陶瓷是沿晶断裂和穿晶断裂的复合扩展方式,蓝宝石高能冲击下裂纹扩展特征类似多晶陶瓷,临界能量以下则以沿特定晶面的解理断裂为主;最后对透明防弹装甲各功能层的选材标准和结构设计原则进行了总结与展望,迎弹面优选高杨氏模量、高硬度的细晶粒多晶陶瓷材料,中间层选用具有良好的断裂韧度、高弯曲刚度以及将破碎控制在较小范围的能力的材料,背弹面要求材料具有一定的延展性和低密度的特点.各层之间需相互配合才能实现透明陶瓷装甲防弹效能的最大化.     

装甲钢/芳纶复合材料抗爆震性能研究

采用圆形炸药设计了平面波发生器,研究了不同结构的装甲钢/芳纶复合材料对冲击波的衰减效果.试验结果表明,在装甲钢上加装纤维复合材料板可提高其抗爆震性能,当材料按照波阻抗减小的顺序进行排列时,可更有效衰减冲击波,具有多层结构的材料比双层结构材料的衰减效果更优.     

软体防刺复合材料的设计与优化

采用模压成型工艺制备了个体防护装备用软体防刺复合材料, 研究了树脂基体种类、 纤维织物种类和树脂含量对复合材料防刺性能的影响。结果表明, Surlyn树脂体系具有优异的防刺性能; 芳纶织物作为增强材料的复合材料穿刺性能优于UHMWPE织物; 树脂含量对复合材料的防刺性能也有影响, 当树脂的质量分数为47%时, Kevlar/Surlyn复合材料的防刺性能最优。     

圆环形非常规排布微穿孔板吸声机理的研究

航空航天等领域在部分结构件降噪设计时,不方便在结构件上直接布置常规均匀分布微穿孔板,而现有针对非常规排布微穿孔板吸声机理的研究还不够全面,故该研究提出一种基于Fok函数的分段式端部修正来分析圆环形非常规排布的微穿孔板吸声性能.使用仿真手段分析了微孔附近空气质点的速度分布;在此基础上对端部修正进行了改进;制作了试样在阻抗...     

Ballistic behavior of high hardness perforated armor plates against 7.62 mm armor piercing projectile

In this paper, some of the important defeating mechanisms of the high hardness perforated plates against 7.62 × 54 armor piercing ammunition were investigated. The experimental and numerical results identified three defeating mechanisms effective on perforated armor plates which are the asymmetric forces deviates the bullet from its incident trajectory, the bullet core fracture and the bullet core nose erosion. The initial tests were performed on the monolithic armor plates of 9 and 20 mm thickness to verify the fidelity of the simulation and material model parameters. The stochastic nature of the ballistic tests on perforated armor plates was analyzed based on the bullet impact zone with respect to holes. Various scenarios including without and with bullet failure models were further investigated to determine the mechanisms of the bullet failure. The agreement between numerical and experimental results had significantly increased with including the bullet failure criterion and the bullet nose erosion threshold into the simulation. As shown in results, good agreement between Ls-Dyna simulations and experimental data was achieved and the defeating mechanism of perforated plates was clearly demonstrated.     

Characteristics of joining inserts for composite sandwich panels

Composite sandwich constructions are widely employed in various light weight structures, because composite sandwich panels have high specific stiffness and high specific bending strength compared to solid panels. Since sandwich panels are basically unsuited to carry localized loads, the sandwich structure should provide joining inserts to transfer the localized loads to other structures.In this work, the load transfer characteristics of the partial type insert for composite sandwich panels were investigated experimentally with respect to the insert shape. The static and dynamic pull out tests of the composite sandwich panels composed of an aluminum honeycomb core, two laminates of carbon fiber/epoxy composite and aluminum insert, were performed. From the experiments, the effect of the insert shape on the mechanical characteristics of composite sandwich panels was evaluated.     

Optimization of high hardness perforated steel armor plates using finite element and response surface methods

In this article, finite element simulations and response surface method are used to optimize perforated plate parameters for ballistic protection. After statistically validating the relationship between residual velocity and geometric parameters, a response optimizer was used to find the best combination of design parameters to stop a threat with less areal density. Finally, the optimized solution was checked both numerically and experimentally to show the effectiveness of the developed methodology. The weight is decreased by 28% when compared with monolithic steel armor having the same antiballistic performance.     

复合材料帽形加筋壁板轴压屈曲与后屈曲性能

针对2种边界条件和3种板元宽度情况,采用几种屈曲方法对轴压载荷作用下的复合材料帽形加筋壁板进行了计算,得到了不同情况下的屈曲载荷,通过对复合材料加筋壁板几种计算方法的计算结果与试验结果的对比,得到一种更简单有效计算复合材料帽形加筋壁板轴压屈曲载荷的方法;依据帽形加筋壁板的结构特点和试验后的破坏模式,提出一种估算复合材料帽形加筋壁板轴压破坏载荷的方法,用该方法在几个项目上的计算结果与试验结果进行比较,发现两者较吻合,验证了复合材料帽形加筋壁板轴压承载能力估算方法的合理性,为结构设计人员在初始设计阶段对复合材料帽形加筋壁板轴压强度评估提供了一种简洁的途径。     

纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66复合材料动态力学性能分析

采用动态力学分析(dynamic mechanical analysis)方法研究了纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite, n-HA)增强聚酰胺66(polyamide 66, PA66)生物复合材料的动态力学性能.结果表明,复合材料中纳米羟基磷灰石组分的含量、生理盐水和振动频率对n-HA/PA66复合材料的动态力学性能和玻璃化转变过程都有一定程度的影响.随着纳米羟基磷灰石含量的增加,其复合材料的力学损耗峰温度移向高温区,峰值降低;复合材料吸水后其储能模量和损耗模量都有所降低,且玻璃化温度向低温区移动;振动频率对复合材料的动态力学性能也有一定的影响, 随着振动频率的增加,复合材料的储能模量也有所提高.