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多层复合舰用装甲结构抗高速破片特性比较研究

周红兵  梅志远  
【摘要】:基于舰船舱壁防火、抗爆和抗高速破片冲击等综合防护需求,提出钢/陶瓷棉/FRP隔热对称式多层复合防护结构形式(简称MCFS结构)。针对MCFS结构和钢/FRP对称式夹层结构(简称MFS结构)在高速(1000 m/s)破片模拟弹冲击下的损伤及吸能特性进行试验研究,结果显示,弹道冲击下MCFS结构的典型破坏模式为:前置钢板层以剪切破坏为主,FRP层表现为较大范围凸起变形和显著分层,隔热陶瓷棉的存在没有明显限制中间FRP层抗弹吸能形变,后置钢板层的变形模式类似钢板低速冲击下的变形模式;MFS结构的典型破坏模式为:FRP层表现为小尺度局部凸起,无明显分层现象,后置钢板层对FRP有较强的整体抗弯支撑作用,出现较大范围的凸起形变。对比面密度相当条件下两种结构的抗弹性能,MCFS结构由于隔热缓冲层的设置,抗弹性能明显优于紧密贴合的MFS结构形式。文中同时结合钢板和FRP结构单一抗弹吸能试验结果,综合分析了MCFS结构抗高速破片冲击吸能效率和抗弹机理,认为MCFS结构抗弹性能优异的机理在于中间FRP层的抗弹性能得到了充分发挥,从而导致其总体吸能效率高于FRP/钢无间隙复合结构。

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