彭 刚，王绪财，刘原栋，冯家臣

(中国兵器工业集团第五三研究所，山东 济南 250031)

树脂基纤维增强复合材料作为重要的装甲防护材料，其抗冲击、抗侵彻破坏性能与机理方面的研究受到材料设计者和性能研究者的深入关注。研究复合材料层合板的抗侵彻贯穿特性，探究材料抗侵彻破坏模式与抗弹机理，以预测复合材料的抗弹能力，可为复合材料的防护设计提供参考。

复合材料的抗侵彻破坏模式与材料性能、结构性能及侵彻形式紧密相关。S.W.R.Lee等［1］对石墨/环氧单向复合材料层压板的侵彻破坏模式分析后认为，靶板的破坏依次分层，形成剪切冲塞，最后弹体与靶板摩擦分离。E.P.Gellert等［2］认为，沿靶板厚度方向，弹靶作用初始阶段主要是靶板局部区域被加速、压碎和剪切，而后期主要是纤维的拉伸、分层和鼓包。W.L.Cheng等［3］则将弹体对玻纤增强复合材料的侵彻过程依次分为冲塞、纤维断裂、分层3个阶段来分析。N.K.Naik等［4］研究了织物增强复合材料的抗弹行为，认为靶板背面鼓包、纤维拉伸、分层、基体破碎、剪切冲塞和摩擦是主要的破坏和能量吸收机制。对复合材料层板和叠层织物破坏后的微观形貌观察也发现，靶板前部纤维呈剪切破坏特征，且有不同程度的压缩破坏特征，而靶板中后部的纤维主要呈拉伸断裂形貌［5］。分析可见，不管弹靶作用过程中破坏特点如何不同，但压入压碎、冲击剪切、拉伸断裂、摩擦以及挠曲起层等主要破坏模式是基本不变的。借助高速摄影技术还发现弹体对复合材料板造成的一些侵彻破坏特征与冲击过程中应力波传播有关［6-7］，例如靶板背面形成锥形变形区域就是应力波横向传播的结果，也说明靶板背部纤维易受拉伸载荷作用。……