顾伯洪
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.06.017
纤维织物增强复合材料由于轻质和高冲击损伤容限而在防弹装甲设计及制造中逐渐得到应用,如人体防弹衣和车辆防护装甲.但是尚无较好的方法直接计算复合材料防弹特性,其中困难在于复合材料弹道冲击过程中的应变率效应和冲击破坏机理至今没有被揭示.解决问题的第一步是建立复合材料增强相(即织物)防弹特性计算方法.提出基于纤维力学性质应变率效应的织物弹道冲击破坏分析模型,计算不同面密度织物靶体在弹道贯穿过程中的弹体剩余速度,由此反映靶体防弹特性.用本文中提出的简单算法预测的结果与实测结果在靶体厚度不大时极为接近,而且也有可能将其扩展到纤维织物增强复合材料防弹性质的计算.
关键词:
织物
,
弹道贯穿
,
应变率
,
破坏准测
顾伯洪
,
徐静怡
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.03.017
三维编织复合材料相比于层合复合材料有较高的层间剪切强度和断裂韧性,因而具有更高的冲击损伤容限.用钢芯弹对三维编织复合材料作弹道贯穿测试,得到弹体的入射速度和剩余速度,并考察侵彻破坏模式.目前对三维编织复合材料弹道侵彻性能计算主要建立在连续介质假设上,从真实细观结构计算三维编织复合材料弹道冲击性能尚有一定难度,用三维结构复合材料的纤维倾斜模型在准细观结构层次上分解三维编织复合材料,就其中的一块倾斜单向板作弹道侵彻有限元计算,由弹体动能损失得到贯穿整个复合材料靶体后弹体的剩余速度.有限元计算及与弹道测试结果的比较证明在准细观层次上计算三维编织复合材料弹道冲击性能的有效性.
关键词:
三维编织复合材料
,
纤维倾斜模型
,
有限元
,
弹道侵彻与贯穿
陆振乾
,
吴利伟
,
孙宝忠
,
顾伯洪
复合材料学报
针对传统个体防护材料刚硬、限制人体活动的缺点,设计了2种柔性复合材料:剪切增稠液(STF)和硅橡胶填充经编间隔织物(WKSF)柔性复合材料,并对其冲击性能进行研究.WKSF具有上、下两个表层和间隔丝构成的间隔层,在其间隔层中加入STF和硅橡胶2种柔性材料.STF采用将纳米SiO2分散于聚乙二醇(PEG)中制成,硅橡胶采用硅胶和固化剂混合而成.采用流变仪对STF的流变性能进行测试,采用Instron落锤冲击仪对WKSF及其复合材料的冲击性能进行测试.实验表明:STF在达到临界剪切速率后出现剪切增稠现象,纯织物的冲击过程可分为弹性、平台和压实3个阶段,且具有明显的平台阶段;经填充后所制成的2种复合材料的冲击过程与纯织物明显不同,其载荷-位移曲线呈线性;加入硅橡胶的复合材料刚度较大,没有应变率效应;加入STF的复合材料具有较好的能量吸收性能和明显的应变率效应.
关键词:
经编间隔织物
,
剪切增稠液
,
硅橡胶
,
柔性复合材料
,
冲击性能
