聚合物矩阵复合面板的潜在冲击保护,使用聚氨涂层

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 弹道学 弹道学 弹道学

背景情况:

• 聚合物矩阵复合材料 (PMC) 越来越多地用于结构应用.
• PMC的弹道性能,特别是大型功率变压器 (LPT) 坦克的弹道性能,需要进一步调查.
• 聚尿素 (PU) 涂层具有潜在的保护性益处,但它们对高速对PMC的影响的有效性尚未得到充分证实.

研究的目的:

• 为了数值地研究PMC面板的弹道性能,用聚尿素 (PU) 涂层.
• 评估PU涂层对高速射弹冲击的保护作用.
• 评估PU涂层作为PMC应用的潜在增强,例如LPT坦克.

主要方法:

• 使用有限元建模 (FEM) 来模拟弹道撞击.
• 分析了玻璃纤维/环氧和碳纤维/环氧复合板,无论是单独的还是混合配置的.
• 模拟冲击涉及400米/秒的钢弹弹.

主要成果:

• 发现PU涂层在防止弹子穿透方面效果比仅仅增加面板厚度高三倍.
• 在未涂层面板中分析了冲击损伤的演变和结深度,作为厚度的函数.
• 聚乙烯涂层降低了面板所需的成本,质量和厚度,同时保持了保护性完整性.

结论:

• 聚尿素 (PU) 涂层在弹道冲击下为聚合物矩阵复合材料 (PMC) 面板提供了显著的保护优势.
• 使用PU涂层是一种可行的策略,可以提高PMC的弹道抵抗力,并有可能取代更厚或更重的材料.
• 这项研究支持考虑PU涂层的PMC用于要求高抗冲击的应用,例如大型功率变压器 (LPT) 坦克.