防弹衣抗小钨球侵彻性能的数值模拟
2021-07-16唐昌州智小琦郝春杰范兴华
高压物理学报 2021年3期
唐昌州,智小琦,郝春杰,范兴华
(1.中北大学机电工程学院,山西 太原 030051;2.晋西工业集团,山西 太原 030027)
防弹衣是士兵生命安全的重要保障。近年来,随着现代武器装备的高速发展,反步兵武器毁伤能力大大增强,士兵面临的生命威胁日益严重,因此对防弹衣的抗侵彻性能提出了更高要求。
迄今为止,针对防弹材料的抗侵彻性能研究,学者们已开展了大量的工作。例如:Flanagan 等[1]研究了凯夫拉(Kevlar)层合板在12 g 圆柱弹侵彻下的失效模式,发现层合板的失效模式与弹丸侵彻速度相关;Sikarwar 等[2]利用7.5 g 圆锥形弹丸侵彻玻璃/环氧复合材料层合板,研究了纤维方向对抗侵彻性能的影响,发现当采用[0°/90°]铺层顺序时,纤维层合板的抗弹性能最好;Naik 等[3]研究了E-玻璃纤维/环氧树脂层合板抗2.8 g 圆柱弹的侵彻性能,结果表明,随着厚度的增加,层合板的抗弹性能大致呈线性增加趋势。Majzoobi等[4]、Jordan 等[5]以及邓云飞等[6]分别研究了3.5、2.85和34.5 g 弹丸的头部形状对纤维层合板抗侵彻性能的影响,发现层合板的抗弹性能与弹丸头部形状相关,弹丸头部越尖,层合板的抗弹性能越差。谢文波等[7]研究了碳纤维层合板在不同侵彻角度下抗1.72 g 钢球的侵彻性能,结果表明,低速时,正侵彻下的靶板能量吸收率高于斜侵彻,层合板抗侵彻性能随侵彻角度的增大而降低,高速时结论则相反。秦建兵等[8]利用数值模拟方法研究了同一厚度、不同层数的纤维层合板抗5.2 g弹丸的侵彻性能,发现当初速远低于或远高于弹道极限时,层合板的抗弹性能几乎不受纤维层数的影响;……
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