层状梯度B4C/Al复合材料应力波传播特性及抗弹机理研究
批准号:
52101172
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
晁振龙
依托单位:
学科分类:
金属基复合材料与结构功能一体化
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
晁振龙
中文摘要
功能梯度材料性能可设计和阻抗匹配性好,成为未来重点发展的一类装甲材料。梯度材料的本构模型、应力波传播特性和冲击损伤机制是其结构优化和应用的关键。本项目围绕功能梯度装甲材料设计和优化中的科学问题展开。阐明应变速率、温度对高体分B4C/Al复合材料动态性能的影响规律,完善宽体分B4C/Al复合材料动态本构模型;将改进的霍普金森压杆试验技术与数值模拟相结合,揭示梯度界面结构和梯度分布构型对层状梯度B4C/Al复合材料应力波传播特性及损伤演化的影响规律;结合宏微观损伤机制、应力波传播特性和数值模拟揭示层状梯度B4C/Al复合材料的抗弹机理。为功能梯度装甲材料的设计和应用提供理论支撑。
英文摘要
Functionally graded materials (FGMs) have become one of the important development trends of future armor materials due to excellent designability and good acoustic impedance matching. The complex constitutive model, stress wave propagation characteristics and impact damage mechanism are the keys to the structural optimization and application of FGMs. This project focuses on the scientific problems in the design and optimization of FGMs. A constitutive model that accurately describes the dynamic performance of B4C/Al composites will be established by revealing the influence of strain rate and temperature on the dynamic properties of B4C/Al composites with high B4C content. The influence of gradient interface structure and gradient distribution configuration on the stress wave propagation characteristics and damage evolution of layered gradient B4C/Al composites will be elucidated by the improved split hopkinson pressure bar test technology and numerical simulation. The ballistic mechanism of layered gradient B4C/Al composites will be revealed by combining with macro and micro damage mechanism, stress wave propagation characteristics and finite element analysis. The implementation of this project can provide theoretical and experimental supports for the design and application of FGMs .
功能梯度材料性能可设计和阻抗匹配性好,成为未来重点发展的一类装甲材料。梯度材料的本构模型、应力波传播特性和冲击损伤机制是其结构优化和应用的关键。本项目围绕功能梯度装甲材料设计和优化中的科学问题展开。阐明应变速率、温度对高体分B4C/Al复合材料动态性能的影响规律,完善宽体分B4C/Al复合材料动态本构模型;将改进的霍普金森压杆试验技术与数值模拟相结合,揭示梯度界面结构和梯度分布构型对层状梯度B4C/Al复合材料应力波传播特性及损伤演化的影响规律;结合宏微观损伤机制、应力波传播特性和数值模拟揭示层状梯度B4C/Al复合材料的抗弹机理。为功能梯度装甲材料的设计和应用提供理论支撑。.项目历经三年完成了所有既定研究内容,通过揭示温度和应变速率对不同体分B4C/Al复合材料动态性能的影响规律,构建了铝基复合材料的本构模型;将实验研究与数值模拟相结合,阐明了层间界面结合形式和梯度分布构型对层状梯度B4C/Al复合材料应力波传播特性和损伤演化的作用机理;结合宏微观损伤机制、应力波传播特性和数值模拟揭示层状梯度B4C/Al复合材料的抗弹机理。为兼具优异抗侵彻和抗多发弹性能层状梯度金属基复合材料的设计和应用提供了理论支撑。.项目执行期间,共发表SCI论文17篇,其中 JCR1 区文章13篇,申请发明专利4项,授权1项。培养博士生6人(2人毕业),培养硕士研究生4人。获得军事技术发明二等奖1项(项目负责人排序1)。参加国内外学术会议10次,共作8次邀请报告,2次口头报告,并获得优秀青年学术报告1次。
国内基金
海外基金