防护工程的好坏对我国国防及人防安全具有重要意义。防护门作为防护工程的核心部件,其性能直接影响防护工程的防护等级。防护门抗冲击性能主要是描述防护门抵抗爆炸冲击波的能力,它是评价防护门性能的关键指标。因此防护门抗冲击性能是研究防护门的重点。常规防护门分为钢质防护门及钢筋混凝土防护门两种类型。常规防护门由于材料及抗力设计需要,门体比较笨重,具有开启及维护困难、抢修抢建困难、运输及安装不便等问题。随着新武器的发展,对新型防护门的研究势在必行。理想的防护门材料应具备轻质高强、成本低、工艺性好等特点。碳纤维复合材料具有以上特点,在防护门应用上具有广泛的前景。本文对碳纤维复合材料防护门进行了结构设计及性能评估,并对碳纤维复合材料铺层参数的设计进行了一定的研究。本文运用爆炸冲击波传播理论,分析了四周固支状态下的层合板响应特性,并提出了碳纤维复合材料防护门评价指标。碳纤维复合材料防护门是一种新型的防护门,具有碳纤维复合材料特性,并且满足防护门的使用要求。结合常规防护门的评价指标及碳纤维复合材料评价指标,确定了碳纤维复合材料防护门评价指标,即采用碳纤维复合材料初始层失效原则,以最大应力准则为基准,并结合碳纤维复合材料防护门跨中位移值,作为碳纤维复合材料防护门抗冲击性能评价指标。首先对碳纤维复合材料阻尼特性进行了测定,得出了给定结构及铺层条件下的碳纤维复合材料防护板的瑞利阻尼系数,其中瑞利阻尼系数??6,-6??10×5.1;根据防护门使用条件,在LS-DYNA软件中建立了防护门爆炸冲击波载荷模型,分析在给定条件下防护门动态载荷。该载荷为三角形载荷,作用时间11ms,峰值为2.5×105Pa。然后根据测定的瑞利阻尼系数及防护门动态载荷,分析了铺层参数对碳纤维复合材料防护板的影响。分析表明:以最大应力准则为基准,碳纤维复合材料防护门的铺层以0°比例最多时冲击性能好,其最优铺层为[0°4/45°/0°4/-45°/0°4/45°/0°4/-45°]s;本文对碳纤维复合材料防护门结构进行了设计分析。分析表明:1)防护板弧度为0°时,即防护板为平板,受力效果最好;2)当钢质蒙皮厚度为1×103m时,能够抵抗弹片的冲击;3)当骨架数为18时,防护门在重量和最大应力两个指标取得最优。本文根据给定爆炸载荷,分析了该载荷下防护门失效情况。在等效静载为3×105Pa的作用下,碳纤维复合材料防护门最大应力为2.14×108Pa,最大位移为7.488×103m。增大施加在防护门上的载荷,当等效静载为3×106Pa时,最大应力为2×109Pa,最大位移为5.222×102m,碳纤维复合材料防护门失效,该碳纤维复合材料防护门抵抗静载能力为3×106Pa,对应的抗动载能量为2.5×106Pa,即该碳纤维复合材料防护门的抗力为2.5×106Pa,能够满足防护要求。