不同陶瓷厚度复合靶的抗侵彻行为研究

王伯通; 褚庆国; 武一丁; 王晓东; 余毅磊; 周玄; 高光发

弹道学报 ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (4) : 30 -38.

不同陶瓷厚度复合靶的抗侵彻行为研究

王伯通, 褚庆国, 武一丁, 王晓东, 余毅磊, 周玄, 高光发

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

轻型复合装甲是现代装甲防护系统的研究重点之一，为了研究不同陶瓷厚度陶瓷/纤维复合靶板的抗侵彻性能，开展了12.7 mm穿甲燃烧弹在同一工况条件下正侵彻芳纶/SiC陶瓷/UHMWPE纤维复合靶板的弹道试验。回收试验后的弹芯和靶板，观测分析了弹芯和陶瓷的破碎特征和失效模式，同时对回收的弹芯和靶板碎片进行筛分、称重，分析弹芯和陶瓷碎片的累积质量分布规律，表征了陶瓷/纤维复合靶板的抗侵彻性能。研究结果表明：弹芯头部破碎呈粉末状，身部破碎成大小不规则的碎片，而剩余弹芯无破碎且断口表面呈规律性断裂特征。通过扫描电子显微镜对剩余弹芯的断口处进行观测，发现断口处存在规律性的解理性断裂特征，表明弹芯断口处的主要失效模式为拉应力作用下产生的脆性断裂和局部的塑性变形，且为多次断裂失效作用的结果。陶瓷破碎形态为环状裂纹、径向裂纹以及两种裂纹相互交织形成的含有锥角的陶瓷锥，且随着陶瓷厚度每增加1 mm,陶瓷锥锥角增大约11.67%。陶瓷破碎区域分为粉碎区和裂纹区，粉碎区是以着靶点为中心圆形区域，且陶瓷厚度每增加1 mm,粉碎区面积增大约11.13%。对弹芯和陶瓷碎片统计分析发现，弹芯和陶瓷碎片累积质量分布规律均符合Rosin-Rammler幂率分布函数，且随着陶瓷厚度的增加，平均特征尺寸减小，弹芯与陶瓷的破碎程度增大。