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防弹结构是装甲防护系统的基础,是军事武器设计的关键技术之一。由陶瓷和金属组成的混杂结构,是将高硬度材料和韧性材料结合,具有良好的抗弹性能。本论文提出一种具有抗多发弹打击的混杂结构,重点阐述了该混杂结构的设计思想以及选材依据,通过撞击概率模型对不同防护区域进行划分,并用弹道实验对其进行测试,通过构建模拟模型和数学模型,分析该结构的抗弹机理。主要研究工作及创新性成果为:基于对Al2O3陶瓷和TC4钛合金的材料特点和抗弹机理的认识,成功制备CC/TC4混杂结构,其面密度为7.47g/cm2,体密度为3.2g/cm3,略大于铝合金密度。通过陶瓷拼接块存在防护盲区这一事实,首次提出了CC元件的撞击概率模型,对该类结构的装甲设计具有重要的指导意义。通过12.7mm穿甲燃烧弹打靶验证,该混杂结构的防护能力达到美军标MIL-PRF-46103E中Ⅲ类,2A级别;同时,弹道实验表明CC/TC4混杂结构无防护盲区,且由于弹丸偏航效应,CC元件间隙位置的抗弹性能优于单颗CC元件;同时解释了该混杂结构抗两发弹的损伤机理,表明混杂结构受首发弹的影响较小。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,模拟了弹丸不同速度下侵彻混杂结构的过程;模拟实验中TC4背板鼓包高度与弹道实验结果吻合度较高,并通过一维应力波理论解释了CC元件脱粘机理。构建混杂结构对弹丸的毁伤计算模型,表明在激波阶段弹丸质量损失最大,CC元件耗能最多;计算模型所得弹丸剩余长度与模拟和弹道实验结果相比,三者吻合较好。