复合结构碳纤维防弹板的防弹性能仿真

摘要

针对纤维/基体间的界面脱黏决定能量吸收这一核心问题,采用一系列标准黏结力参数调整复合板界面黏合力,并通过层间黏性行为和损伤参数模拟界面分层过程.利用ABAQUS有限元软件中的Explicit分析模块建立陶瓷/纤维复合防弹板的高速冲击损伤分析模型,通过分析弹丸初始速度与剩余速度,研究复合防弹板的各组分结构参数、纤维指标、铺层设计对靶板及层合板抗侵彻行为的作用规律,并结合冯·米塞斯(Von-Mises)应力云图和基体损伤云图,探讨复合防弹板的受力与损伤形式.最后,利用弹道冲击实验成功验证了模型的准确性.实验结果表明:由13mm厚SiC陶瓷、5mm厚碳纤维复合材料板和17mm厚超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)复合材料背板组成的复合防弹板可有效防御弹丸侵彻,对弹丸动能吸收和弹速衰减作用明显.