理论教育 复合结构设计计算与优化

复合结构设计计算与优化

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:关于复合装甲的优化设计计算,最早是Florence[3]提出的分析设计方法,解决了两层轻质装甲针对抗弹碰撞的设计问题。因此在复合结构设计中,必须调整λ 值以使复合结构靶板能够充分并高效利用表面驻留效应。根据对防弹材料、结构的参数测定,代入上述公式中,计算相应防弹材料、结构的厚度匹配关系,根据得出的厚度匹配关系计算相应复合结构的防护系数,根据防护系数对计算出的复合结构进行优选,并进行效能评估。

复合结构设计计算与优化

关于复合装甲的优化设计计算,最早是Florence[3]提出的分析设计方法,解决了两层轻质装甲针对抗弹碰撞的设计问题。在G.Ben-Dor[4]和Zouheir Fawaz[5]等科学家对此理论进一步研究的基础上,本文将实际弹靶过程中陶瓷受到弹丸冲击时产生的表面驻留效应引入Florence 模型,得到更贴合实际的Florence 改进公式。

表面驻留条件是指面板厚度(h1)和背板厚度(h2)的变化改变了面板内应力状态,改变了关键区域材料完全损伤强度的持有时间,从而影响表面驻留持续时间,针对中小口径枪炮弹,随着弹径的增大,面板与背板厚度比λ 值有减小的趋势,要求λ 最佳值介于0.6~1.6 之间,即0.6≤λ=h1/h2≤1.6。在该改进模型中,弹靶作用时发生表面驻留是一种高的耗能形式,表现在弹体质量减少、速度下降,弹体动能迅速消耗。因此在复合结构设计中,必须调整λ 值以使复合结构靶板能够充分并高效利用表面驻留效应。

根据对防弹材料、结构的参数测定,代入上述公式中,计算相应防弹材料、结构的厚度匹配关系,根据得出的厚度匹配关系计算相应复合结构的防护系数,根据防护系数对计算出的复合结构进行优选,并进行效能评估。

防护系数计算按下述公式进行:

式中:N——防护系数;(www.daowen.com)

   Tb——弹丸射击标准均质装甲钢半无限靶时的穿入深度;

   ρg——装甲钢的密度;

   Tt——同一弹丸射击复合结构时的穿入深度;

   ρt——复合结构的密度。

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