橡胶基复合靶板抗射流侵彻机理研究

装甲防护在与反装甲弹药的对抗中已处于劣势地位，研究新型的轻质、高效防护装甲，探索新型高效先进防护技术迫在眉睫。本项目采用理论分析、数值模拟、霍布金森杆试验、X-光机测试以及DOP实验相结合的研究方法，对橡胶复合靶抗射流侵彻机理进行研究。通过对典型橡胶材料在超高速冲击下的动态响应特性及其本构关系研究，获得典型橡胶材料的动态本构方程，为射流侵彻橡胶复合靶理论分析和数值计算提供基础数据。用数值模拟和X光成像系统来研究射流在不同着角下对不同厚度的单层、多层橡胶复合靶的侵彻，建立射流侵彻典型橡胶复合靶后射流断裂的力学模型。采用DOP（Depth of Penetration）及X-光实验方法，获得橡胶复合靶的质量防护因数和差分防护因数，建立射流侵彻复合靶后射流断裂及剩余穿深的数学模型。与陶瓷复合靶和玻璃纤维复合靶进行对比研究，获取最优橡胶靶装甲结构参数，为复合装甲的研究提供理论支持。

橡胶复合靶板(Rubber Composite Armour)实际上是由两块金属薄板和一块橡胶板通过黏合剂粘结组成的系统。当高速射流撞击橡胶复合靶板时，由于射流具有很高的能量密度，于是在撞击点形成一个膨胀孔，此孔以一定的加速度运动至极限。同时在应力波的作用下，射流侵彻复合靶板周围的金属板也会同橡胶夹层材料分离，发生沿法线方向的运动。在孔膨胀速度和盖板运动速度迭加的作用下，使得盖板在运动过程中不断与射流发生碰撞。而射流在侵彻橡胶复合靶板时，由于橡胶材料对射流的干扰，使得射流产生间断的失稳，出现变形和断裂趋势。在橡胶材料及金属板的作用下，射流出现周期性的变形和断裂。本项目主要研究橡胶基复合靶板抗射流侵彻机理。建立了橡胶复合靶板在聚能射流冲击情况下，橡胶复合靶板对射流的干扰周期、干扰频率，及橡胶复合靶板干扰下聚能射流的变形特性的理论模型。进行了变温度、大应变率情况下典型橡胶材料的本构模型研究，建立了含温度和应变率效应的橡胶材料的本构模型。开展了不同倾角、不同结构参数情况下橡胶复合靶板、含纤维铺层结构橡胶基复合靶板抗射流侵彻特性，橡胶基复合靶板的防护性能。该项目对新型防护装甲抗射流干扰的研究具有重要价值，同时也可为我国新型反新型防护装甲破甲战斗部设计和毁伤能力评估奠定理论基础。