复合材料多功能防弹板防弹性能研究.doc

复合材料多功能防弹板防弹性能研究
2013年第1期玻璃钢/复合材料73
李欢秋+,欧阳科峰,张仕
(总参工程兵科研三所,河南洛阳471023)
摘要:虽然单一的装甲钢或芳纶板具有良好的防高速弹丸贯穿性能,但采用复合结构可以大大提高单一防弹板的防弹效率,减轻防护板面密度。;探讨了不同复合形式的装甲钢复合芳纶泡沫夹层结构抵抗弹丸的防护效能和影响防弹板吸收子弹动能的因素;提出了该种装甲钢复合芳纶泡沫夹层结构最佳防弹速度区间的概念和相应的V卯估算公式,由此可以设计出防弹效费比最佳的防弹板。
关键词:复合材料;泡沫夹层结构;防弹板;侵彻;弹道实验;数值模拟;最佳防弹速度中图分类号:TB332
文献标识码:A
文章编号:1003—0999(2013)01—0073—06
玻璃纤维是使用最早也是最广的防弹、防破片增强复合材料,随着纤维材料及复合材料技术的发展,目前常采用比强度更高、抗冲击性能更好的芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。而在组成防弹板时常用一种或两种以上纤维混杂制作成复合材料层压板¨’2J。在层压板之间填充低密度芯材,如硬质聚氨脂发泡材料、金属发泡材料和蜂窝材料等,形成复合材料夹层结构。采用复合材料夹层结构作为野战指挥所或机动指
挥所的防护结构,不仅可以提高层压板的防爆炸冲击能力”。J,减少梁板的挠度旧J,而且可以起到良好的隔热保温和防震作用。实际上,不论用何种材料作为防弹板,其防护能力均随着厚度的增加而增加,但如果结构厚度太厚、面密度太大和费用过高等都将限制其使用。而防弹板吸收弹丸动能水平除了与弹丸形状、弹丸动能、弹丸强度和弹丸刚度等有关外,与防弹板所用的材料强度、刚度、结构组成方式等有密切关系。不同结构形式的防护板,可以满足不同的防护需求,例如,轻而薄的防护板可用作人体装甲,用来抵抗轻武器的杀伤,稍厚一些中型防护板可用来抵抗近距离轻武器的杀伤和非直接命中炮航弹爆炸载荷及破片的杀伤,而加强型防护板可用于坦克、装甲车等重型军事装备的防护板部分。为提高防弹板的防护性能,特别是抗枪弹的贯穿、炸弹的爆炸及破片杀伤等破坏效应,降低防护板的面密度,提高防护效费比等,选择高强度的纤维增强复合材料夹层结构来制作防护
收稿日期:2012-03-25
板是一个比较可行、先进的方法归’101。因此研究先
进的轻质高强防护板,一直是防护界关切的课题。,对不同厚度装甲钢、芳纶和玻璃钢组成的装甲钢复合芳纶泡沫夹层结构防护板进行了研究,、防护效能和影响防弹板吸收子弹动能的因素;提出了装甲钢复合芳纶泡沫夹层结构最佳防弹速度区间的概念和相应的V∞估算公式,为设计防弹效费比最佳的防护板提供了一种有益的方法。
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实验概况
在研制的装甲钢复合芳纶泡沫夹层结构靶板
中,迎弹面为布氏硬度304的装甲钢,其后为芳纶板,-玻璃,(RPUF)。实验中玻璃钢和RPUF的厚度保持不变,只改变装甲钢和芳纶的厚度,实验靶板尺寸为长×宽=300×
300ram,靶板结构见图1。
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芳纶装甲钢
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迎弹面
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图1靶板结构剖面图

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作者简介:李欢秋(1961.),男,博士,研究员,主要从事防护工程防护结构研究。
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万方数据
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发射枪采用弹道枪,射击台与靶板的距离约为10m,子弹为56式普通尖头钢芯弹,,~,,垂直于靶板入射,通过调整子弹装药来调整子弹射击速度,入射速度为300—715m/s。利用靶板前后两道测时光幕测定子弹在靶板前、后速度,试验系统简图见图2。
靶板固定架
图2靶击试验系统不意图

Systemsketchoftheballistictests
2弹道实验结果分析
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防弹板最佳防弹速度区间探讨