陶瓷/FRP层合结构的抗弹性能分析与优化研究

序号:770 赛区:东北赛区 得票数:0


近年来,以陶瓷复合装甲为代表的轻质层合装甲结构因其优越的防护能力而被广泛地应用于各种装甲武器系统的防护结构中。面对现代化战场环境对防护装甲抗弹性能提出的日益增长的新要求,由陶瓷及多种纤维增强复合材料层合板混杂而成层合结构正逐渐成为备受装甲结构设计人员青睐的装甲构型之一,但是与其抗弹性能分析及优化设计有关的研究仍存在不足。基于前述工程背景,本项目以某种简化后的Al2O3陶瓷/碳纤维-芳纶纤维混杂层合结构为例,在商业化有限元软件ABAQUS/Explicit中建立了相应的有限元模型,并结合弹道测试结果,首先分析了影响层合结构抗弹性能的主要因素并解析了层合结构损伤破坏行为与其抗弹机理间的联系,由此提出了一种抑制层合结构界面损伤的新方法。随后,针对层合结构中两大类不同设计变量的特点,依托参数化研究结果,建立了层合结构抗弹性能多目标工程化综合优化设计方法并提出了具有更优越抗弹性能的构型方案。最后,系统阐明了界面初始脱粘或分层损伤对层合结构抗弹性能的影响规律,并为此类混杂层合结构制备工艺的改进提供了必要的技术参考。