摘要：轻强化是防护装甲永恒的追求,通过结构创新设计是实现装甲轻强化的重要手段。本文基于陶瓷驻留效应防护机制,对填充陶瓷进行结构设计从而达到强化驻留效应的目的,有效提高了防护装甲的轻强化,并且探索了结构参数对新型防护装甲防护性能的影响规律。结果表明:新型复合装甲的抗弹机制呈现出驻留效应和厚度效应的顺序耦合;当锥角为60°时,新型防护装甲的驻留效应最大,且随着锥角层高度的增大,驻留效应进一步增大;与传统的陶瓷复合装甲相比,在动能耗散率和弹体剩余速度相当的前提下,新型防护装甲的质量降低了16.7%。

摘要：武装直升机作为战场的战略攻防利器,使用装甲是最典型的防护方式。目前,直升机装甲的防护能力均是以弹体垂直入射时可防护的距离和可防护的最大口径弹种表示,但研究发现,实际状态下弹体几乎不可能以垂直入射的方式实现打击,所以装甲的实际防护能力并未被最大限度地发挥出来。文章通过设计包线试验的方法探究了直升机现用的陶瓷复合装甲在典型攻角下的防护规律,并进行了分析研究,提出了可能的装甲防护力提升设计思路,在倾斜15°的布置方式下,防弹性能可提升19.1%左右。

摘要：建立SiC/6061铝/UHMWPE纤维装甲数值模型,探讨不同倾斜角度下复合装甲的吸能特性和各结构失效情况,分析多层复合装甲抗7.62 mm穿甲燃烧弹斜侵彻性能。结果表明,倾斜角度为15°左右时复合装甲抗侵彻性能最差,随着倾斜角度的增加,SiC陶瓷层破碎程度增加,UHMWPE纤维吸能最多,且主要失效方式由拉伸变形转变为剪切断裂,靶板倾斜角度在45°时,弹芯磨蚀程度最为严重,质量损失达27.8%。

摘要：根据防护要求和防护机制,设计了一种C/C-SiC陶瓷/铝基复合泡沫复合装甲。在确保复合装甲面密度为44 kg/m^(2)的前提下,以弹击后剩余弯曲强度为评价标准,以陶瓷板布置位置、各组成层厚度、泡沫金属中泡沫孔径尺寸为研究因素,设计了三因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ABAQUS模拟了子弹侵彻陶瓷靶板的过程及弹击损伤后复合装甲的弯曲实验过程,预测了剩余弯曲强度,并进行了结构优化。根据数值模拟结果制备陶瓷复合装甲试样,进行实弹打靶和弯曲实验以验证复合装甲试样剩余弯曲强度。结果表明,以MIL-A-46103E Ⅲ类2A级为防护标准,剩余弯曲强度最高的陶瓷复合装甲最优化结构形式为:陶瓷板厚度12 mm、陶瓷板做防弹面板、Al基复合泡沫孔径为4 mm+10 mm的混合;对剩余弯曲强度的主次影响因素排序为:陶瓷板厚度>陶瓷板布置位置>Al基复合泡沫孔径。

摘要：针对一种由玻璃纤维复合材料和高强钢组成的复合装甲结构,开展其在圆柱形弹体侵彻下的弹道行为研究。基于验证后的数值模型,采用Kriging代理模型技术,建立了复合装甲结构抗弹性能快速预报代理模型,检验了代理模型的预报精度,并开展了变量相关性分析。建立了玻璃纤维复合装甲抗弹性能多目标优化设计数学模型,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法,获得了复合装甲结构多目标优化设计帕累托前沿。结果表明:弹道极限速度与芯层厚度的线性相关性最强,与后置面板厚度的线性相关性最弱;靶板面密度与芯层厚度的线性相关性最强,与前后面板厚度的线性相关性相等。针对典型复合装甲结构初始设计方案,通过开展多目标优化设计,优化方案能够在相同抗弹性能的前提下使面密度降低15.64%,或者在相同面密度水平的前提下使弹道极限速度提高14.75%。

摘要：大口径反装甲杀伤武器在战场上发挥着越来越重要的作用,对装甲材料和结构设计提出了更高要求。为探究陶瓷复合装甲在14.5 mm穿燃弹侵彻作用下的抗弹机理与抗弹性能,设计一种铺层顺序为陶瓷/纤维/金属/柔性芯材/金属的复合装甲结构,采用试验研究方法分析厚度匹配、底板材料和柔性芯材3个因素对其抗弹性能的影响。结果表明:陶瓷面板厚度对抗弹性能影响显著,抗14.5 mm穿燃弹打击时,陶瓷面板厚度为1.38倍弹芯直径,抗弹性能较优;面密度相近、陶瓷厚度一定时,复合背板的厚度配置在一定程度上的变化对抗弹性能影响甚微;面密度相近、底板选用装甲铝时,厚度较大,抗侵彻性能更好;柔性芯材的设置既可以降低损伤面积,又可以发挥偏转功能,改变子弹侵彻底板的入射角,从而提高复合装甲的防护能力。

摘要：根据车辆的防护要求,以陶瓷复合装甲防弹机理为依据,进行碳化硅木质陶瓷/UHMWPE纤维复合装甲结构设计和数值模拟优化,并制备碳化硅木质陶瓷复合装甲,进行实弹打靶验证防弹性能。在确保陶瓷复合装甲面密度为38 kg/m^(2)的前提下,以子弹侵彻深度为评价标准,以碳化硅木质陶瓷防弹片的厚度、形状、尺寸和布置位置为研究因素,设计了四因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对所设计的复合装甲的防弹性能进行数值模拟,并比对数值模拟结果与实弹打靶试验结果。结果表明,针对北约AEP-55 STANAG 4569Ⅱ级防护标准,所设计的陶瓷复合装甲最优化的结构形式为8 mm厚的碳化硅木质陶瓷防弹面板、13.7mm厚的UHMWPE纤维防弹背板,防弹面板采用面积为4900 mm2的正六边形碳化硅木质陶瓷防弹片拼接而成;碳化硅木质陶瓷防弹片对防弹性能的主次影响因素为:布置位置>厚度>尺寸>形状。

摘要：陶瓷复合装甲是防弹车辆的热门防弹方案,根据轻型防弹车辆防护要求,进行拼接式陶瓷复合装甲结构设计,通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟陶瓷片形状和尺寸对复合装甲防弹性能影响,并进行打靶试验验证,结果表明所提出的数值模拟计算方法能较好模拟子弹对拼接式陶瓷复合装甲的侵彻过程,相同形状的陶瓷片,面积较大陶瓷片的防弹性能要优于面积较小陶瓷片的防弹性能;正六边形陶瓷片的防弹性能要优于相同面积的正四边形陶瓷片的防弹性能。

摘要：采用碳化硼陶瓷与高性能纤维层合板制备面密度为40 kg/m^(2)的复合装甲,测试了该装甲靶板在12.7mm穿甲燃烧弹高速冲击下的性能,采用X射线无损检测系统和X射线显微镜分析研究复合装甲的陶瓷面板和纤维背板在子弹侵彻后的毁损特征,并与LS-DYNA数值模拟分析结果相比较,研究复合装甲在子弹侵彻后抗弹机理。结果表明:整体面密度相同的复合装甲具有最优的陶瓷面密度占比;在复合装甲板中,陶瓷面板起主要抗子弹高速冲击的作用;纤维背板不同厚度部位的毁损状态不同,对阻碍子弹继续侵彻所起的作用不同。研究结果可为复合装甲优化设计提供有益参考。

摘要：为了研究玻璃纤维复合装甲在穿甲弹侵彻下的抗弹性能,根据某型坦克的首上装甲结构特点和其材料的抗弹特性,采用LS-DYNA数值仿真的方法,分析了不同着角下复合装甲的侵彻深度变化以及不同纤维层厚度下弹丸的速度变化、能量损失情况,发现玻璃纤维层厚度为16 mm时,该复合装甲抗弹效果最佳,着角大于20°则无法击穿复合靶板。拟合出侵彻深度随着角的变化曲线;采用水平等效密度的方法计算出了该装甲的抗弹能力,得出了该装甲的抗弹性能相当于150均质装甲钢,可以为其他装甲结构的设计提供支撑。