钨球对碳纤维增强复合材料包覆碳化硼陶瓷侵彻效应

作     者：王逸凡 李永鹏 徐豫新 刘铁磊 焦晓龙 王若素 WANG Yifan;LI Yongpeng;XU Yuxin;LIU Tielei;JIAO Xiaolong;WANG Ruosu

作者机构：北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081 北京宇航系统工程研究所北京100076 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      面：2487-2496页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：重庆市自然科学基金项目(cstc2020jcyj-msxmX0722) 

主　　题：钨球 B_(4)C陶瓷 碳纤维增强复合材料 侵彻 

摘      要：为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B_(4)C)陶瓷在钨球侵彻下的破坏机制与防护性能,开展不同弹靶径厚比D/T(D为钨球直径,T为陶瓷厚度)下钨球对CFRP包覆B_(4)C陶瓷板(下文简称靶板)的侵彻试验和数值仿真研究。通过弹道冲击试验,掌握钨球穿靶后的剩余速度以及靶板破坏形貌,分析钨球以不同速度侵彻靶板后B_(4)C陶瓷和CFRP的破坏特征;构建钨球侵彻靶板的数值仿真模型,通过再现试验结果验证模型准确性,对比分析CFRP对钨球侵彻效果的影响;基于仿真模型计算得到的数值仿真数据建立钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型,并通过试验数据验证计算模型的精度。研究结果表明:钨球垂直侵彻下,CFRP迎弹面呈圆形破口,背弹面呈十字形破口,背弹面破坏面积大于迎弹面,且随撞击速度和靶板厚度的增加,背弹面破坏面积的变化幅度大于迎弹面;与单一B_(4)C陶瓷板相比,CFRP包覆B_(4)C陶瓷板的抗侵彻性能提高4.8%;所建立的钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型计算结果的相对误差绝对值不大于15%。