超轻多孔材料三明治板抗侵彻性能分析

摘要

利用有限元模拟软件（LS-DYNA），基于超轻多孔材料的可设计性，选取两种结构三明治板：空心金字塔点阵三明治板、嵌入陶瓷柱金字塔三明治板，在四边固支受钢性弹丸垂直中心侵彻条件下分别研究其抗侵彻性能。三明治板中金字塔结构排列为55×形式，弹丸速度变化范围为150，靶板长为14.5 、宽为10.5。随着结构、材料复杂性的递增，以期从中得出各子结构、各材料组分在三明治板抗侵彻过程中的吸能表现，分析三明治板的抗弹性能及结构与材料分布对抗弹性能的影响。弹丸作用于板的入射速度及出射速度也是我们关注的重要参数，用以量化确定各三明治结构对于入射弹丸的弹道极限速度及抗侵彻能力。研究发现陶瓷材料因其具有高强度和高硬度特点，在弹丸侵彻时对其有明显销蚀作用；金字塔由于其结构的特殊性，嵌入的三棱柱陶瓷可对弹丸实现偏航，从而可以显著提高三明治板的抗侵彻性能。