总结出复合靶板的破坏效应关系—Recht一Ipson公式

vrv02vt2/1Mn/Mp

(1。2。1)

得到纤维组织的相应关系公式为

vrv02vt2/1Meff/Mp

(1。2。2)

式中v0，vt，vr分别为弹丸的初速度、剩余速度和临界穿透速度，Mn，Mp，Meff分别为塞块质量、弹体质量和纤维动能转换质量。前面已经讨论过，纤维组织的破坏和断裂在弹体的能量吸收阶段扮演者非常重要的角色。相对于颗粒增强型的金属材料，非金属材料和复合材料有着更高的脆性以及更容易破坏的纤维组织节后。因此在实际情况的研究中，增强陶瓷金属之类的复合材料的强度以及纤维组织对抗大的形变是是今后研

究的方向。近几年来许多学者运用统计学的方法试图发现复合材料的破坏极限强度的规律，他们大多数认为复合材料相对于单一材料，在吸收能量和转移能量方面具有高度不确定性，因此并非具有一定的规律，而是一个随机发生的过程。当破坏模式相对于比较简单时，这一过程可能反映的不够明显，随着破坏模式复杂程度变高，采用概率统计能从微观的角度来很好解释破坏机理，弥补宏观力学对破坏过程的概括。将宏观破坏上的一些参数如弹体剩余质量，弹坑破坏最大直径与微观上粘弹效应和应力波的传播等相结合总结出破坏过程符合Weibull函数分布的规律。

试验方面的研究是用来研究靶体抗侵彻问题的主要手段。Wilkins[3]等科学家第一次选用7。62cm穿甲弹打击陶瓷/铝合金为靶体主要材料的复合靶板，实验结果显示约束对陶瓷的能量吸收和转移有很大改善，实验同时也发现当弹体入射速度较小时，弹体受到其动能小的限制会导致弹头在靶板表面被碎裂，这就意味着，弹体在初期便无法靠冲击破坏复合靶材料的纤维结构，因此弹头会受到靶体的侵蚀破裂，在接下来的侵彻过程中将有更大的质量磨损。

在wilkins等科学家实验研究的基础上，Mayseless[4]等研究人员采用12。7mm穿甲弹对陶瓷金属复合靶的抗侵彻性能和能量吸收破坏效应进行了进一步的试验分析，着重研究了侵彻过程中弹体质量的损耗和面板表面破碎的能量消耗规律。弹体的剩余质量是非常重要的体现复合靶板抗侵彻效果的参数，通常由弹体初始动能、约束靶板厚度以及背板强度所决定的，其中初始冲击动能是弹体质量损耗的主要因素。实验的相关数据表明陶瓷材料破坏失效的耗能相比于弹体质量损失耗能来说要小得多，所占比例基本可以忽略不计。Woodward[5]等研究人员在研究长径比较大的穿甲弹打击陶瓷/金属材料的复合

靶板的能量吸收定理时，指出弹体侵彻陶瓷复合靶时各项能量消耗其占弹体总动能的比例为:

背板塑性变形 弹头变形 陶瓷碎片动能 陶瓷破碎耗能

20%一40% 10%一20% 45%一70% 0。2%

相比于静力学仿真，由于撞击过程中的不确定性，动力学仿真的结果受到很多其他

因素的影响。在弹体侵彻靶体的过程中，陶瓷材料的属性、弹头的形状尺寸以及靶体的约束，不用形状不同厚度的约束对结果也有很大的影响。在陶瓷材料的硬度相对较低时，提高陶瓷材料的强度，可以极大地改善陶瓷被破坏的情况，当陶瓷材料轻度提高到某一程度时，这个变化就不那么明显了，这就意味着一味的在靶体的材料上做文章，往往得不到预想的侵彻结果。这是可以在陶瓷背板处增加约束，约束对陶瓷碎裂有很好的防护作用，具体的分析会在下文中详细表述。