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Acta Mechanica Sinica 2024年第3期40卷 1-9页

作者：杨尚霖王毅刚张逸之柳占立 Applied Mechanics Laboratory Department of Engineering MechanicsSchool of Aerospace EngineeringTsinghua UniversityBeijing100084China

陶瓷复合装甲主要由陶瓷层和背板层组成,广泛应用于冲击防护.然而,目前仍缺乏背板层在提高陶瓷复合装甲系统防弹性能方面的定量认识和分析.本文以B4C/uhmwpe双层装甲体系为例,从理论上系统地研究了uhmwpe层在提高陶瓷复合装甲弹道阻力... 详细信息

陶瓷复合装甲主要由陶瓷层和背板层组成,广泛应用于冲击防护.然而,目前仍缺乏背板层在提高陶瓷复合装甲系统防弹性能方面的定量认识和分析.本文以B4C/uhmwpe双层装甲体系为例,从理论上系统地研究了uhmwpe层在提高陶瓷复合装甲弹道阻力方面的增强机理和适合uhmwpe厚度的选取.开发并验证了预测双层装甲系统剩余速度的理论模型.具体而言,分别从理论上获得与塑性、断裂和摩擦相关的耗散能以及由弹性应变能和动能组成的储存能.理论结果表明,随着uhmwpe层厚度的增加,耗散能单调增加,而储存能则先增加后减少,并会出现一个转折点,这是由于储存能的主导机制由系统固有的最大储存能转变为剩余动能.此外,对于给定的弹道阻力,根据存储能的转变提出了为降低面密度的最佳uhmwpe厚度的参考值,这与陶瓷厚度、冲击速度和弹丸质量有关.本文的研究有助于指导陶瓷复合装甲的轻量化设计.

关键词： Ballistic resistance Bi-layer armor Theoretical analysis optimal uhmwpe thickness

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