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一个新的多尺度陶基阵列 (SiCb+B4Cp) /7075Al作为装甲结构的有希望的材料
Tian Luo1, Zhenlong Chao1,2, Shanqi Du1
1School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
这项研究开发了一种新的复合盔甲,配有陶球,以防止面板崩. 非紧型前面板 (F-NC) 设计表现出优越的穿透阻力和对穿甲威胁的最小损伤.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 弹道防护系统的弹道防护
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 传统的陶装甲板容易因崩而发生灾难性故障.
- 使用单独的陶单元为增强装甲弹性提供了一个潜在的策略.
- 开发先进的复合材料对于下一代保护系统至关重要.
研究的目的:
- 设计和制造一种新的矩阵复合盔甲,采用陶球.
- 为了评估不同陶球阵列布局在受到威胁的弹道性能.
- 了解复合装甲内部的故障机制和应力分布.
主要方法:
- 使用压力透制造带有SiC和B4C陶增强的基复合材料的制造.
- 设计和测试三种不同的陶球阵列配置:F-C,F-NC和I-C.
- 使用12.7毫米的穿甲火箭弹 (API) 弹道测试.
- 有限元模拟来分析弹子-目标相互作用和应力传播.
主要成果:
- 所有制造的复合材料在陶球和矩阵之间都表现出良好的粘合,没有明显的内部缺陷.
- 前面面板 (F-NC) 配置中的非紧型球显示出最高的透阻力和最小的整体损伤.
- 目标 (I-C) 配置内的紧球经历了严重的分裂和最严重的损伤.
- 模拟表明陶球是射弹侵蚀的关键,非紧结构有效分散应力.
结论:
- 多尺度复合装甲,特别是F-NC设计,表现出极好的弹道性能.
- 在非紧的陶球阵列中有效的应力分散提高了侵蚀效率并减少了损伤.
- 适当的支材料厚度至关重要,以防止压力波传输导致的裂变故障.
- 这种复合装甲为开发先进的反透系统提供了宝贵的见解.
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