碳纤维2.5D机织复合材料弹道冲击性能及仿真分析

作者：解江; 迟琪琳; 刘亚婷; 牟浩蕾; 冯振宇

来源：航空科学技术, 2021, 32(12): 57-65.

DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.12.006

• 2.5D机织材料
• 弹道冲击
• 弹体倾斜角度
• 弹道极限
• 损伤情况

通过有限元仿真方法研究了碳纤维2.5D机织复合材料靶板在圆柱形弹体冲击作用下的弹道冲击特性,并通过空气炮试验分析了2.5D机织复合材料的弹道极限速度范围和典型失效模式,与仿真结果进行对比验证了模型的准确性。在此基础上,利用弹道冲击仿真模型针对圆柱形弹体不同倾斜角度以及不同弹体形状(圆柱形、球形、叶片形)情况下,分别研究2.5D机织复合材料的弹道冲击特性。结果表明,弹道冲击作用下,碳纤维2.5D机织复合材料靶板的破坏模式主要为剪切充塞失效,且在弹孔周围有少量纤维拔出;球形弹体的弹道极限与圆柱形弹体的弹道极限基本一致,叶片形弹体的弹道极限速度明显小于球形弹体和圆柱形弹体。叶片形弹体更易穿透靶板;对于圆柱形弹体,当弹体倾斜角度小于45°时,弹体的弹道极限速度随倾斜角度的增大呈线性增大,倾斜角度大于45°时,弹体的弹道极限速度基本不发生变化。

• 单位
  中国民航大学