鎢球?qū)μ祭w維增強復(fù)合材料包覆碳化硼陶瓷侵徹效應(yīng)

編號：CYYJ043372

篇名：鎢球?qū)μ祭w維增強復(fù)合材料包覆碳化硼陶瓷侵徹效應(yīng)

作者：王逸凡 李永鵬 徐豫新 劉鐵磊 焦曉龍 王若素

關(guān)鍵詞： 鎢球 B4C陶瓷 碳纖維增強復(fù)合材料 侵徹

機(jī)構(gòu)： 北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與安全防護(hù)全國重點實驗室 北京宇航系統(tǒng)工程研究所 北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心

摘要： 為研究碳纖維增強復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B4C)陶瓷在鎢球侵徹下的破壞機(jī)制與防護(hù)性能,開展不同彈靶徑厚比D/T(D為鎢球直徑,T為陶瓷厚度)下鎢球?qū)�CFRP包覆B4C陶瓷板(下文簡稱靶板)的侵徹試驗和數(shù)值仿真研究。通過彈道沖擊試驗,掌握鎢球穿靶后的剩余速度以及靶板破壞形貌,分析鎢球以不同速度侵徹靶板后B4C陶瓷和CFRP的破壞特征;構(gòu)建鎢球侵徹靶板的數(shù)值仿真模型,通過再現(xiàn)試驗結(jié)果驗證模型準(zhǔn)確性,對比分析CFRP對鎢球侵徹效果的影響;基于仿真模型計算得到的數(shù)值仿真數(shù)據(jù)建立鎢球垂直侵徹靶板的剩余速度計算模型,并通過試驗數(shù)據(jù)驗證計算模型的精度。研究結(jié)果表明:鎢球垂直侵徹下,CFRP迎彈面呈圓形破口,背彈面呈十字形破口,背彈面破壞面積大于迎彈面,且隨撞擊速度和靶板厚度的增加,背彈面破壞面積的變化幅度大于迎彈面;與單一B4C陶瓷板相比,CFRP包覆B4C陶瓷板的抗侵徹性能提高4.8%;所建立的鎢球垂直侵徹靶板的剩余速度計算模型計算結(jié)果的相對誤差絕對值不大于15%。