【摘 要】
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随着军事领域对轻质装甲的需求逐渐提高,一种新型的Ti-Al_3Ti叠层复合材料以其低密度、高硬度、高模量、高比强度等特点在装甲防护领域备受关注。目前,Ti-Al_3Ti叠层复合材料的制备工艺、材料组分和微观结构已被学者广泛研究,然而,上述因素与该材料的抗侵彻性能和机理之间的关系尚不明确。本文首先对Ti-Al_3Ti叠层复合材料在装甲防护领域的发展、应用和研究现状进行了总结。然后,基于弹道侵彻试验和
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随着军事领域对轻质装甲的需求逐渐提高,一种新型的Ti-Al3Ti叠层复合材料以其低密度、高硬度、高模量、高比强度等特点在装甲防护领域备受关注。目前,Ti-Al3Ti叠层复合材料的制备工艺、材料组分和微观结构已被学者广泛研究,然而,上述因素与该材料的抗侵彻性能和机理之间的关系尚不明确。本文首先对Ti-Al3Ti叠层复合材料在装甲防护领域的发展、应用和研究现状进行了总结。然后,基于弹道侵彻试验和微观结构表征技术,采用有限元方法从以下几个方面重点研究了Ti-Al3Ti叠层复合材料的微观结构特征对其抗侵彻性能和机理的影响情况:1、采用光学和电子显微镜对Ti-Al3Ti叠层复合材料的微观结构特征进行了量化分析,然后根据不同的微观结构建立了包含微观结构信息的有限元模型,最后根据真实的弹道实验结果校准了有限元模拟方法,得到了可以准确描述Ti-Al3Ti叠层复合材料抗侵彻行为的有限元模拟方法。2、采用有限元方法研究了弹体初始速度为400 m/s和800 m/s时,韧性Al对Ti-Al3Ti叠层复合材料的抗侵彻过程、失效模式和能量变化情况的具体影响,结果表明,当弹体初始速度不同时,韧性Al对该材料的抗侵彻性能和机理的影响具有较大差异。3、针对Ti-Al3Ti叠层复合材料由于不同工艺而导致的微观隧道裂纹和柯肯达尔孔洞,采用有限元方法从抗侵彻性能、失效模式和能量变化三个角度研究了上述两种微观特征对该材料的抗侵彻性能和机理的影响,结果表明隧道裂纹和柯肯达尔孔洞使Ti-Al3Ti叠层复合材料的抗侵彻性能显著降低。通过上述研究,给出了Ti-Al3Ti叠层复合材料的制备工艺、微观结构和抗侵彻性能与机理之间的联系,对其制备工艺优化和实际应用提供了理论基础。
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