圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的弹道极限模型
2018-05-02李晓彬霍契机
振动与冲击 2018年8期
关键词:复合材料
郑 折, 李晓彬, 霍契机
(1. 文华学院 城市建设工程学部,武汉 430074;2.武汉理工大学 交通学院,武汉 430063;3.中国公路工程咨询集团有限公司(武汉)桥隧分公司,武汉 430050)
随着近年来战斗部性能的不断提高,对于装甲车辆以及舰艇的防护成为提高国防力量的重中之重。进而,研究学者们提出了一些新型防护结构,如复合装甲[1]。复合材料三明治板即为其中的一种复合装甲。复合材料三明治板一般是由金属材料面板、复合材料夹层和金属材料背板层合而成,具有高硬度、高强度、高韧性、低密度、低成本等特点。通常在装甲车辆或者舰船等的壁面采用复合材料三明治板结构来防护战斗部爆炸产生的破片及冲击波的破坏。因此,复合材料三明治板的抗冲击性能已经成为近年来国内外研究的热点问题之一。
国内外研究学者们对钢板[2-6]和复合材料板[7-11]抗破片侵彻的性能已经做了大量的理论研究、试验研究和数值仿真研究。近些年来,三明治板的抗冲击性能的试验和数值仿真研究[12-16]已经在国内外不断开展。然而,目前国内外对于破片侵彻三明治板后剩余速度的理论研究相对较少。
本文的研究对象为圆柱形破片以及纤维增强复合材料三明治板。纤维增强复合材料三明治板由面板、夹层和背板叠合而成,如图1(a)所示。本文研究中面板和背板为钢板,夹层为纤维增强复合材料。本文采用理论方法对圆柱形高速破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的过程进行耗能分析,建立了圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的剩余速度的计算模型,进而得到弹道极限,并将理论计算结果与试验结果进行了对比分析。……
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