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防弹(抗冲击)船用复合材料的开发与技术研究
| 论文题名： | 防弹(抗冲击)船用复合材料的开发与技术研究 |
| 关键词： | 玻璃钢船;船体材料;抗冲击性能;防弹性;有限元分析;ls-dyna软件 |
| 摘要： | 玻璃钢船在内河以及沿海周边行驶时，会受到水及河海内沙石的冲击。这些因素要求船体本身具有一定的强度、刚度。随着高速水运及多功能船艇的需求，人们对船体材料结构强度、抗冲击性能的要求也进一步提高，所以研究防弹抗冲击船用复合材料对于船艇的发展具有重要的意义。 防弹抗冲击等问题是军工研究较多领域。本文的目的是针对船艇对抗冲击及防弹等特殊性能的要求，研究一种符合要求的船用防弹抗冲击复合材料。论文的研究采用实验与理论计算模拟结合的方法，主要从以下几个方面开展抗冲击船用复合材料的研究： 1.论文从船体材料的选择入手，通过对比不同纤维材料的性质及结构对复合材料防弹抗冲击性能的影响，优选出芳纶纤维作为增强材料。纤维不同结构对复合材料的基本性能及抗冲击性影响不同，通过实验选择合适的纤维编织形式。 2.选择船用树脂作为基体材料，利用Maxwell模型作为基本理论，结合纤维及树脂基体断裂延伸率接近的原则，对树脂基体与纤维进行匹配，并通过实验对比选择较优的匹配方式。 3.通过实验比较不同工艺方式对复合材料防弹抗冲击性能的影响，结合船体制作过程选择合适树脂含量及成型工艺。 4.数值模拟的方法可以完整的求解出弹丸穿透靶板的应力、应变、弹丸的速度、加速度和靶板的破坏情况。有限元的应用使得数值法的计算结果较为精确。本文利用有限元Ansys ls-dyna软件对复合材料冲击破坏过程、应力、应变等进行模拟，并可以求解弹丸冲击的初始速度及剩余速度。 5.根据抗冲击复合材料靶板结构设计的理论分析，采用脆性层+吸能层的思路设计抗弹复合材料，利用数值计算比较玻璃钢及芳纶纤维增强复合材料不同铺层顺序的抗冲击性能。 |
| 作者： | 龚浩 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 王继辉;李跃先 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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