CN111705993B - 预应力约束块和复合装甲结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力约束块和复合装甲结构，预应力约束块包括填充台体和约束环，所述填充台体具有和约束环内圈相同形状的横截面，并固定嵌装于约束环的内圈，所述填充台体的外侧壁和约束环的内圈壁之间通过锥面配合而楔紧；所述填充台体的外侧壁和约束环的内圈壁分别为相匹配的圆锥面，或相匹配的多边形棱锥面。本发明的预应力约束块可以在室温条件下实现对陶瓷、混凝土或者玻璃等脆性材料施加径向预应力，并且可以调节控制预应力大小，适合各种尺寸的构件施加预应力，装配更容易，而且受损或者破坏的部件容易更换，在武装直升机、装甲车、舰船、坦克、飞机洞库和导弹井盖等多种防护领域具有更为广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于装甲技术，具体涉及一种预应力约束块和复合装甲结构。
背景技术
采用陶瓷材料的复合装甲的抗侵彻性能主要取决于陶瓷的抗压强度和硬度、粉碎特征、碎片流动摩擦性和碎粒磨蚀；陶瓷的高抗压强度在一定程度提高抗侵彻性能；陶瓷表面积粉碎区能量吸收是陶瓷抗侵彻一种重要因素；对于厚而严格约束的陶瓷块，陶瓷碎片的流动摩擦作用是抗侵彻的最重要因素。研究表明，在对陶瓷靶进行侧向约束后，弹体侵彻约束陶瓷的过程中，约束环会对陶瓷靶板产生约束力，这样可以有效遏制陶瓷材料裂纹的扩展，从而提高陶瓷材料的抗侵彻性能。随着研究的深入，越来越多的人开始研究对陶瓷提前施加内部应力，对陶瓷材料抗侵彻性能的影响。
对于复合装甲的陶瓷材料进行施加预应力，可以有效抑制靶体内部裂纹萌生和扩展。即使在高速冲击下陶瓷内部发生断裂，但陶瓷各裂块之间仍挤压得较为紧密，只有裂纹而没有扩容，使得破碎陶瓷区域内部存在较大侵彻阻力。陶瓷颗粒与弹丸的逆向运动会对弹丸质量产生磨蚀作用，并且使相互的摩擦等耗能机制发挥作用，有效的提高陶瓷的抗侵彻性能。
目前国内外的学者对陶瓷施加预应力方法主要有：机械挤压法和热装法，机械挤压法是从陶瓷材料的侧面加压，对陶瓷材料内部形成横向的压紧预应力；热装法是将陶瓷材料和金属材料的约束结构在高温下相互固定，然后整体降温，热膨胀系数较大收缩更快的金属压缩陶瓷施加预应力，如申请号为201810777211.4的中国专利申请公开的一种约束陶瓷-金属复合防弹装甲板及其制备方法。
采用热冷缩或者机械加压的方式均可以使陶瓷内部产生预应力。在对复合装甲进行预应力试验中需要稳定的预应力且预应力大小可调整，在实际试验条件限制下，热装法热处理时对金属的强度将产生不利影响，通过控制温度以调节陶瓷内部预应力大小的方式难以实现长杆弹撞击试验，因此试验中大多采用机械挤压法，而机械施加压力装置要求从陶瓷材料的四周均匀侧向加压，对陶瓷材料和约束结构之间的装配尺寸加工精度要求高，并且多个面同时施压，设备构造比较复杂，但很难在实际工程中应用，仅仅限于研究。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有复合装甲施加预应力的机械挤压法和热装法存在的上述问题，提供一种能够在室温环境下实现快速装配的预应力约束块和复合装甲结构。
本发明采用如下技术方案实现：
预应力约束块，包括填充台体11和约束环12，所述填充台体11具有和约束环12内圈相同形状的横截面，并固定嵌装于约束环12的内圈，所述填充台体11的外侧壁和约束环12的内圈壁之间通过锥面配合而楔紧；
所述填充台体11的外侧壁和约束环12的内圈壁分别为相匹配的圆锥面，或相匹配的多边形棱锥面。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11外侧壁的大端和小端直径分别为d1和d2，所述约束环12内圈壁的大端和小端直径分别为R1和R2，满足R2＜d2＜R1≤d1，所述填充台体11和约束环12的高分别为h1和h2，其中h1≤h2。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11外侧壁的锥面倾角α范围为1°～10°，优选3°～6°，所述约束环12内圈壁的锥面倾角β范围为1°～10°，优选3°～6°，所述填充台体11的外侧壁和约束环12的内圈壁之间存在角度差Δα，Δα＝α-β，Δα的取值范围为0°～0.5°，优选0°～0.2°。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11的径厚比d1/h1为0.5～40，优选3～12。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11为具有圆锥面或多边形棱锥面外侧壁的锥台体，
或外部固定套装第一变径环14的圆柱体或棱柱体，所述第一变径环14的外侧壁为圆锥面或多边形棱锥面。
上述方案中的预应力约束块中，所述约束环12为具有圆锥面或多边形棱锥面内圈壁的变径环体，
或内部固定嵌装第二变径环13的圆柱环或棱柱环，所述第二变径环13的内圈壁为圆锥面或多边形棱锥面。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11为分层结构，包括至少两层固定叠装的填充块。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11外表面包裹设有包裹层17。
上述方案中的预应力约束块中，所述约束环12或第二变径环13内圈壁的小端设有底板结构，所述底板结构为与约束环12一体结构的约束槽底板16，或垫装在填充台体11小端的垫层15。
上述方案中的预应力约束块中，所述填充台体11为陶瓷、混凝土或者玻璃材料，所述约束环12为金属或者纤维增强复合材料。
在本发明的预应力约束块中，所述约束环12的内壁开设有卡槽18，所述卡槽18内装配用于楔紧后的填充台体11在约束环12内轴向限位的卡环19。
本发明还公开了一种复合装甲结构，包括至少一层装甲板，所述装甲板包括若干本发明上述的预应力约束块，所述预应力约束块采用若干分体的约束环12拼接，或采用一体蜂窝结构的约束环12。
上述方案中的复合装甲结构中，还包括分别贴合覆盖复合装甲两侧表面的盖板2和背板3。
本发明具有如下有益效果：
本发明将陶瓷、混凝土或者玻璃等材质的填充台体压入金属或者纤维增强复合材料制成的约束环内圈中得到预应力约束块，其中的约束环和填充台体之间通过锥面配合楔紧，根据套箍约束原理，约束环内圈与填充台体之间通过锥面楔紧具有自紧功能，当填充台体在约束环内圈越压越紧，约束力的锥面斜面上产生的径向套箍力随着竖直压力的增大而增大，这样填充台体的强度变大，约束环的弹性恢复力对填充台体施加侧向预应力，增加约束块的抗侵彻和抗***冲击性能。
本发明的预应力约束块可以在室温条件下非常简便地对陶瓷、混凝土或者玻璃等脆性材料施加径向预应力，预应力可以通过填充台体的楔入约束环内圈的深度或者填充台体和约束环之间楔紧的锥面倾角大小控制，适合各种尺寸的填充台体构件施加预应力。
由于本发明预应力约束块不需要像热装法一样通过加热改变构件的相对尺寸，对于热装法很难适用的纤维增强复合材料的约束环、混凝土材料或玻璃材料的填充台体也可以适用于本发明。
单个预应力约束块拼装成更大面积的复合装甲结构，可以拼装成单层防护装甲板，或者将单层防护装甲板错位叠合成多层防护装甲板，减少薄弱部位，进一步增加防护效果。约束环可以制成整体结构，增加约束环的整体性和装甲板的抗弯能力。
在填充台体装入约束环的过程中，由于填充台体的小端外径尺寸比约束环内圈的大端口径具有更大的容差，因此本发明的预应力约束块比热装法更容易装配，台体和约束环部件的尺寸容许误差范围更大，更为环保，受损或者破坏的部件而且容易更换，在武装直升机、装甲车、舰船、坦克、飞机洞库和导弹井盖等多种防护领域具有更为广阔的应用前景。本发明预应力方法除了应用到装甲等防护性材料上，还可以应用到航空、航天器件的陶瓷反射镜、透镜、透明窗户等脆性材料构件上，通过约束环施加预应力提高这些构件的抗弯强度和减轻结构重量。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例一中圆形截面预应力约束块的装配示意图。
图2为实施例一中正六边形截面预应力约束块的装配示意图。
图3为实施例一中的填充台体和约束环分解剖视图。
图4为实施例一中的填充台体和约束环装配过程预应力施加示意图。
图5a、5b、5c分别为实施例二中的三种填充台体和约束环的装配过程预应力施加示意图。
图6为实施例三中的填充台体和约束环的装配过程预应力施加示意图。
图7a、7b为实施例四中的填充台体和约束环的两种装配过程预应力施加示意图。
图8为实施例五中的填充台体和约束环的装配过程预应力施加示意图。
图9为实施例六中的填充台体和约束环的装配过程预应力施加示意图。
图10为实施例七中的填充台体和约束环的装配过程预应力施加示意图。
图11a、11b和11c为实施例八中复合装甲装配示意图。
图12a、12b和12c为实施例九中复合装甲的三种盖板剖面示意图。
图13a、13b和13c为实施例九中复合装甲的三种背板剖面示意图。
图14a、14b、14c、14d、14e为实施例九中五种复合装甲的剖面示意图。
图15为实施例一中拟定的圆台与约束环轴线剖面尺寸图。
图16为实施例一中拟定尺寸的1/4有限元模型图。
图17为实施例一中的预应力约束块在预应力模拟过程中的预应力-下压深度关系曲线。
图18为实施例一中的预应力约束块在侵彻模拟过程中的填充台体损伤云图。
图19为实施例一中的预应力约束块在侵彻模拟过程中的填充台体的侵彻深度-预应力关系曲线
图中标号：1-预应力约束块；11-填充台体；111-第一填充块；112-第二填充块；113-夹层；12-约束环；121-连体约束环；13-第二变径环；14-第一变径环；15-垫层；16-约束槽底板；17-包裹层；18-卡槽；19-卡环；
2-盖板；21-第一护面层；22-容留层；23-第二护面层；
3-背板；31-碰撞层；32-吸能层；33-抵抗层。
具体实施方式
实施例一
参见图1-4，图示中的预应力约束块1包括填充台体11和约束环12，填充台体11具有和约束环12内圈相同形状的横截面，如图1中的圆形截面和图2中的正六边形截面，填充台体11固定嵌装在约束环12的内圈内，填充台体11的外侧壁和约束环12的内圈壁之间通过锥面配合相互楔紧，利用套箍约束原理，当填充台体11压入约束环12的内圈过程中，约束环12的弹性恢复力反作用到填充台体11上，从填充台体11的外侧壁侧将填充台体11施加挤压预应力。
本实施例中的填充台体11和约束环12均为整体结构，两者之间通过锥面楔紧，图1中的填充台体11横截面为圆形，其外侧壁为一段圆锥面的台体结构，约束环12的内圈壁同样为一段圆锥面。图2中的填充台体11横截面为正六边形，其外侧壁为一段六棱锥面的变径环体，约束环12的内圈壁同样为一段六棱锥面，多边形截面的约束环12便于拼接成连续的装甲层，实际应用中也可以采用其他多边形棱锥面，包括但不限于三角形、四边形、五边形。
具体参见图3，为了保证填充台体11压嵌到约束环12内部能够产生挤压预应力，填充台体11和约束环12之间的尺寸应当满足以下条件：
对于填充台体11和约束环12的横截面尺寸，填充台体11外侧壁为锥面，即填充台体11在轴向两端分别设定为大端和小端，其中填充台体11的大端直径为d1，填充台体11的小端直径为d2，d1＞d2，这里所指的直径为图1中填充台体11横截面的外圆直径和图2中填充台体11横截面的正六边形外接圆直径；同样的，约束环12内圈壁为锥面，在约束环12内圈壁轴向两端分别设定大端和小端，其中约束环12的大端直径为R1，约束环12的小端直径为R2，R1＞R2，这里所指的直径为图1中约束环12内圈壁横截面内圆直径和图2中约束环12内圈壁横截面的正六边形外接圆直径，优选，R2＜d2＜R1≤d1。
对于填充台体11和约束环12楔合的锥面倾角尺寸，填充台体11外侧壁的锥面倾角α范围为1°～10°，优选3°～6°，约束环12内圈壁的锥面倾角β范围为1°～10°，优选3°～6°，这里所指的锥面倾角为图1中填充台体11外侧壁和约束环12内圈壁的圆锥母线与竖直方向的夹角或图2中填充台体11外侧壁和约束环12内圈壁的棱锥棱线与竖直方向的夹角。
对于填充台体11和约束环12的轴向尺寸，填充台体11和约束环12的轴向高度分别为h1和h2，其中h1≤h2。
预应力约束块装配方法和预应力基本原理具体如下：
圆形预应力约束块和六边形预应力约束块装配示意图分别如图1和2所示，圆形横截面的填充台体11或者六边形横截面的填充台体11放入对应的约束环12内圈内，为了便于施压，一般将约束环12的内圈大端开口朝上，填充台体11的小端朝下压入约束环12的内圈，然后对填充台体11沿高度方向施加下压推力，约束环12的弹性恢复力向内挤压预紧填充台体11，在其径向施加预压应力，填充台体11在约束环12内圈中的下压深度越大，约束环12施加到填充台体11径向预压应力就越大，填充台体压入预定位置后即得到预应力约束块。填充台体11压入的方式可以采用千斤顶、液压机或者螺栓紧固等方式，为了减少压入阻力，可以在两者的接触锥面涂抹临时润滑剂，待压入预定位置后，去除润滑剂。填充台体11的径向预应力大小可以通过设计调整台体外侧壁圆锥母线或者棱锥棱线与高的夹角，以及填充台体的下压深度，当夹角一定，在约束环12未屈服或者未失效之前，填充台体11的下压深度越大，预应力就越大。台体和约束环可以采用粘结剂粘结，以防止滑移，或者直接接触，通过两者的摩擦力稳定。
填充台体11可以采用陶瓷、混凝土或者玻璃材料，约束环12为金属或者纤维增强复合材料，纤维增强复合材料包括纤维增强金属基复合材料或纤维增强聚合物。
对于采用混凝土材质的填充台体11的预应力约束块，可以直接以约束环12为模板进行填充台体11的浇筑成型，在混凝土浇筑之前，事先在约束环12内侧涂刷隔离油或者布置隔离薄膜，约束环12底部保留混凝土成型后的压入空间，待混凝土达到强度，支承或者固定约束环的底部，将填充台体11进一步压入约束环12内，使填充台体11产生径向预应力。
结合图4，填充台体11和约束环12在装配过程中，填充台体11的底面小端直径d2＜约束环12内圈顶部的大端开口直径R1，以便于台体装入约束环内。填充台体11的径厚比或者径高比d1/h1为0.5～40，优选3～12。约束环12的环壁可以为变厚度，也可以为等厚度，即约束环12的顶部壁厚t1≤底部壁厚t2。根据填充台体11需要施加的预应力确定约束环12的壁厚和屈服强度，约束环12的壁厚与填充台体11的直径之比t/d越大，以及约束环12的屈服强度越大，可提供的约束预应力的潜力就越大。受到填充台体11上下横截面直径不一致和约束环12高度方向壁厚不一致的因素影响，填充台体11的预应力在高度方向不均匀，可以通过设计调整填充台体11的外侧壁锥面夹角α与约束环12的内圈壁锥面夹角β的微小差别来调整上下预应力大小变化。将填充台体11压入约束环12内的过程中，预应力约束块的预应力从上至下逐渐增加，适当调大α和β之间的角度差Δα，可以减少台体的上下预应力差距，Δα的取值范围为0°～0.5°，优选0°～0.2°。当α＝β，填充台体11放入约束环12内，填充台体11的外侧壁和约束环12内圈壁接触面贴合。将填充台体11放入约束环12内，填充台体11外侧壁与约束环12内圈壁接触应力非常小，此时填充台体11的顶面与约束环12的顶面之间的高差为h3，台体的底面与约束环的底面之间的高差为h4。
具体的，图1中的填充台体11为圆台体，约束环12的内圈壁为圆台空腔。填充台体11的材质为陶瓷、混凝土或者玻璃中的一种，约束环12中的材质为钢材、铝合金、钛合金或者纤维增强聚合物材料。其装配方法为：将约束环12置于平台上，在约束环12的内壁和填充台体11的外侧壁涂抹环氧树脂、玻璃胶或者空缺，然后将填充台体11放入约束环12内圈内，未施加推力之前，两者接触面无接触力。采用千斤顶或者压力机对圆台填充台体的上表面施加推力，将填充台体11在约束环12内圈下压，得到预应力约束块1，由于填充台体11与约束环12的盈差，约束环12的弹性恢复力挤压预紧填充台体11，在其径向施加预压应力。
具体的，图2中的填充台体11为正六棱锥台体，约束环12的内圈壁为正六棱锥台空腔。填充台体11的材质为陶瓷、混凝土或者玻璃中的一种，约束环12中的材质为钢材、铝合金、钛合金或者纤维增强聚合物材料。其装配方法为：将约束环12置于平台上，在约束环12的内圈壁和填充台体11的外侧壁涂抹环氧树脂、玻璃胶或者空缺，然后将填充台体11放入约束环12的大端开口，未施加推力之前，两者接触面无接触力。采用千斤顶或者压力机对填充台体11的上表面施加竖直向下的推力，将填充台体11在约束环12内圈下推，得到预应力约束块1。由于填充台体11与约束环12的盈差，约束环12的弹性恢复力挤压预紧填充台体11，在其径向施加预压应力。
实施例二
本实施例中的填充台体11和约束环12中至少一个采用组合结构。填充台体11可以为组合式台体，由第一变径环14和圆柱体或棱柱体构成，柱体嵌固在第一变径环14内；约束环12可以为组合式环结构，由第二变径环13和等横截面圆柱环或棱柱环构成，第二变径环13嵌固在等横截面圆柱环或棱柱环内。第一变径环14和第二变径环13的轴线截面均为楔形截面，第一变径环14的外侧壁和第二变径环13的内圈壁围成圆锥面或棱锥面。
参见图5a，图示中的填充台体11采用与实施例一相同的圆锥台体或棱锥台体，约束环12采用内部固定嵌装第二变径环13的圆柱环或棱柱环，第二变径环13的内圈壁即约束环12的圆锥面或多边形棱锥面内圈壁。
参见图5b，图示中的填充台体11采用外部固定套装第一变径环14的圆柱体或棱柱体，第一变径环14的外侧壁即填充台体11的为圆锥面或多边形棱锥面外侧壁，约束环12采用与实施例一相同的具有圆锥面或多边形棱锥面内圈壁的整体变径环体。
参见图5c，图示中的填充台体11采用外部固定套装第一变径环14的圆柱体或棱柱体，第一变径环14的外侧壁即填充台体11的为圆锥面或多边形棱锥面外侧壁，约束环12采用内部固定嵌装第二变径环13的圆柱环或棱柱环，第二变径环13的内圈壁即约束环12的圆锥面或多边形棱锥面内圈壁。
本实施例中的第二变径环13用于调节等横截面约束环12内壁的倾斜角，第一变径环14用于调节等横截面填充台体11外侧面的倾斜角，通过变径环将等横截面约束环和等横截面填充块分别变成组合式约束环和组合式填充台体，形成的组合式约束环和组合式填充台体尺寸参考实施例一。变径环采用嵌套、焊接或者粘结剂粘合的连接手段与台体或者约束环的结合固定。变径环的材质可以采用韧性较好、刚度较大的金属或者纤维增强聚合物等弹塑性材料，例如采用铝合金、低强度钢，在挤压过程中产生适量的压缩变形，使填充块与约束环更为贴合。
实施例三
参见图6，在实施例一的基础上，本实施例中在填充台体11外表面包裹设有包裹层17。实施例在填充台体11压入约束环12之前，在其外表包裹一层较薄的金属，如涂覆熔融的铝合金或者铁合金等金属材料，或者在其表面粘贴包裹纤维增强聚合物材料，如碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维或者超高分子量聚乙烯纤维增强环氧树脂、纤维增强酚醛树脂等聚合物材料，形成填充台体11的包裹层17，然后将包裹有包裹层17的填充台体11压入约束环12的内圈。通过在填充台体11外侧包裹韧性材料形成包裹层17，可以增加填充台体11抗多次打击能力，防止填充台体11的材质受到冲击后发生飞溅而造成二次伤害。
实施例四
如图7a和图7b所示，本实施例中的填充台体11采用多层填充材料，填充台体11从上至下包括依次叠装贴合的第一填充块111、夹层113和第二填充块112，第一填充块111和第二填充块112为填充台体相同材质制成，两块填充块之间存在夹层或者空隙。
装配时，可以采用图7a中的方式，先将下方的第二填充块112压入约束环12内圈中后，再在其表面布置夹层113或者缺失，然后再压入第一填充块111，得到预应力约束块1；也可以采用图7b中的方式，先将第一填充块111、夹层113和第二填充块112按照次序依次贴装粘合成整体填充台体11，然后将填充台体11整体压入约束环12内圈中。夹层113的材质可以选用泡沫金属、金属层、石墨容留层、橡胶、聚合物多孔材料、树脂粘结剂、或者空气层等材质中的至少一种，泡沫金属优选泡沫铝。
采用多层填充块结构的填充台体可以减少填充块的冲击损伤范围和破坏程度，实际应用中可以根据装甲厚度采用两层及以上的多层填充块填充，填充块的材质可以选择陶瓷、混凝土、玻璃、金属材质中的至少一种，位于外侧的面层优选陶瓷材料。
本实施例中采用多层填充材料的填充台体11表面也可以按照实施例四的方式在填充台体11整体表面设置包裹层17。
另外，填充台体11在采用多边形棱锥台体结构时，为了减少损伤范围，可以将棱台体由多块小棱柱体平面排列拼装组合成大棱锥填充台体，将组合后的大棱台体嵌挤入约束环12内施加预应力。填充台体11的上表面或者下表面可以是平面，也可以设置成球冠形凸起，或者棱锥凸起，或者其它堆高方式。
实施例五
约束环12设有底板结构，如图8所示，本实施例中的约束环12的高度大于填充台体11的厚度，在实施例一中的约束环12底部或实施例二中的第二变径环13的底部小端开口处设置垫层15，在填充台体11压入约束环12内圈之前，先在约束环12内圈底部填充吸能垫层15，然后再压入填充台体11施加预应力。垫层15可以采用多孔材料或者泡沫金属，如泡沫铝，或者采用橡胶等聚合物材料作为缓冲材料。
实施例六
如图9所示，本实施例中的约束环12的底板结构不同于实施例五，本实施例中的约束环12为与约束环12一体结构的约束槽底板16，即约束槽底板16与约束环12的外壁为一体结构，通过约束槽底板16将约束环12的底部小端封口，形成一个槽形约束环，填充台体11压入约束环12之前，还可以先在约束槽底板16的上表面填充较薄的泡沫铝垫层，然后压入填充台体11，泡沫铝垫层使填充台体11的底面与约束槽底板16更为贴合。约束槽底板16在一定程度上增大预应力约束块的抗弯刚度，一定程度上起到装甲背板的作用。
实施例七
如图10所示，本实施例中的约束环12在内圈壁的大端内侧设有一圈卡槽18，将填充台体11压入约束环12的内圈，达到预定位置后，在约束环12的卡槽18内安装卡环19对填充台体11进行轴向限位，在轴向方向上，由于填充台体11的大端尺寸远大于约束环12内圈小端开口，楔紧后的填充台体11不能够从约束环12的小端脱出，在约束环12的大端内圈壁上装配卡环19可以有效防止填充台体11在受冲击时从约束环12的大端滑出。
卡环19采用便于安装的弹性开口卡环，当填充台体11受损后，通过取出卡环19，从约束环内圈的小端向大端口反向推出受损的填充台体11，更换新的填充台体11，可以快速修复受损或者破坏装甲结构。
由于约束环12大端内圈壁加工卡槽，在装配卡环19后，填充台体11表面会要低于约束环12的顶面，可以进一步采用金属板、环氧树脂或者聚脲等聚合物材料填充调平。
本实施例可以应用在实施例一到六中的预应力约束块中，并且可以根据填充台体和约束环的横向截面形状选用对应的圆形开口卡环或多边形卡口卡环。
实施例八
本实施例公开了本发明的复合装甲结构的一种具体实施方案，如图11a中所示，该复合装甲结构包括一层由若干预应力约束块1拼接而成的装甲板，本实施例中的预应力约束块1采用横截面为正六边形的填充台体11和约束环12，沿横向延展铺装成连续的装甲板。约束环12采用高强度钢材，正六棱填充台体11采用陶瓷、混凝土或者玻璃中的任意一种或者多种材质。
图11b中公开了包括两层图11a中装甲板的复合装甲结构，装甲板之间的预应力约束块1之间错位分布，通过错位分开的预应力约束块1弥补单层复合装甲结构的预应力约束块接缝处的防护薄弱区域，增加复合装甲结构的防护效果。实际应用中可以根据防护要求和装甲整体厚度采用不同层数的装甲板叠装。
在图11a和图11b中的装甲板中，拼接的预应力约束块1均为分体的约束环，即先将所有的约束环12和填充台体11装配成单独的预应力约束块1后，在对所有的预应力约束块1进行拼接铺装。图11c中公开了另一种装甲板的铺装方式，即所有的预应力约束块1的约束环12采用一体蜂窝结构，所有约束环12连接成一个整体的连体约束环121，可以通过焊接固定在一起或者直接在一块整体板结构上加工所有约束环12的六边形内圈壁，形成蜂窝板结构，然后将所有填充台体11一一对应装配到对应约束环的内圈中，一体结构的连体约束环121增加了装甲板的整体性。
实施例九
本实施例公开了本发明的复合装甲结构的进一步具体实施方案，在实施例七的基础上，本实施例在装甲板的两侧面分别覆盖贴合盖板2和背板3。其中盖板2用于装甲外侧美观，并且一定程度上提高装甲防护效果，背板3增加装甲内侧抗冲击强度。
盖板2或者背板3的安装方式可以采用粘结剂与装甲板的预应力约束块1进行结合，或者采用螺栓将盖板2或者背板3与装甲板进行锚固，其中螺栓可以穿过盖板2或者背板3的预留孔进行锚固。
盖板2分为单层、双层或者多层复合板。具体如图12a、12b和12c中所示，本实施例中可选择的盖板2分为单层护面层、护面层+容留层、两层护面层+容留层三种形式。
单层护面层的盖板2如图12a中所示，第一护面层21优选采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，如聚脲涂层、聚碳酸酯涂层，图14a和图14c中的复合装甲结构均在装甲板的外侧表面直接贴合第一护面层21作为盖板2。
护面层+容留层的双层结构的盖板2如图12b中所示，第一护面层21优选采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，如聚脲涂层、聚碳酸酯涂层，容留层22采用石墨材料，与预应力约束块贴合，图14b、图14d和图14e中的复合装甲结构均在装甲板的外侧表面贴合图12b中的盖板2，从预应力约束块的远端到近端的顺序，盖板2按照钢板的第一护面层+石墨容留层的顺序贴合在装甲板外侧。
两层护面层+容留层三种形式的三层结构的盖板2如图12c中所示，第一护面层21优选采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，如聚脲涂层、聚碳酸酯涂层，容留层22采用石墨材料，与预应力约束块贴合，第二护面层23采用铜合金材料，从预应力约束块的远端到近端的顺序，三层结构的盖板2采用一层钢板第一护面层+一层铜板第二护面层+石墨容留层的顺序贴合在装甲板外侧。
背板3分为单层、双层或者多层复合板，包括碰撞层31、吸能层32、抵抗层33至少一层，具体如图13a、13b和13c中所示。图13a中的背板3为单层抵抗层33结构，抵抗层33采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料中的一种或者多种，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，图14a和图14b中的复合装甲结构在装甲板的内侧表面直接贴合抵抗层33作为背板3。
图13b中的背板3为吸能层32+抵抗层33的双层结构，抵抗层33采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料中的一种或者多种，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，吸能层32采用泡沫金属、橡胶中的一种或者多种材料，图14c和图14d中的复合装甲结构在装甲板的内侧表面贴合图13b中的双层背板3，吸能层32紧贴装甲板设置。
图13c中的背板3为碰撞层31+吸能层32+抵抗层33的三层结构，抵抗层33采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料中的一种或者多种，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，吸能层32采用泡沫金属、橡胶中的一种或者多种材料，碰撞层31采用钢板、铝合金、钛合金等金属材料中的一种或者多种，或者采用聚合物材料或者纤维增强聚合物材料，图14e中的复合装甲结构在装甲板的内侧表面贴合图13c中的三层背板3，碰撞层31紧贴装甲板设置。
预应力约束块1拼接的装甲板可以作为护甲单独使用，但为了取得更好的防护效果，在其表面安装盖板2和背板3，盖板2贴合在预应力约束块两个表面的任何的一面，优选靠近填充台体的大端一面安装，背板3则安装另外一面。盖板2和背板3与预应力约束块可以采用树脂类粘结剂粘合，或者采用螺栓锚固。
上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
以下对实施例一中的预应力约束块的预应力施加和抗侵彻效果模拟进行实验验证：
(1)有限元模型
将实施例一中的填充台体和约束环拟定一种具体尺寸参见图15所示，填充台体为圆台体，约束环的内圈壁为圆台空腔。填充台体的台体高度h1为40mm，约束环12的高度h2为50mm；填充台体11的母线和约束环12内圈壁的母线均为直线，填充台体11的母线与高的夹角α＝3°，约束环12内圈壁的母线与高的夹角β＝3°。填充台体11顶面大端直径d1为100mm，底面小端直径d2为95.8mm；约束环12内圈壁的大端直径R1为100mm，小端直径R2为94.8mm；填充台体11底面小端外径与约束环12底面小端内径的盈差为1mm，由于约束环的高度大于填充台体的高度，并且约束环的内圈壁倾角和填充台体的外侧壁倾角相同，随着填充台体向下压入约束环后至两者小端平齐，填充台体11顶面大端外径与约束环12的内圈壁之间会产生与小端相同的盈差；约束环12的外径为110mm，约束环12的顶面壁厚为5mm，底面壁厚为7.6mm。填充台体11的材质为陶瓷、混凝土或者玻璃中的一种，约束环12中的材质为钢材、铝合金、钛合金或者纤维增强聚合物材料。
预应力约束块采用显式有限元程序LS-DYNA建立混凝土圆台压入钢约束环施加预应力和子弹侵彻的三维数值模型。根据填充台体和约束环的几何尺寸建立预应力约束块的有限元模型和网格划分如图16所示，模型由圆形约束环、圆台、子弹、垫板和推力块组成，以8结点实体六面体单元(*SECTION_SOLID)进行建模，根据对称条件，仅建立了沿zy平面和zx平面对称的1/4模型。圆台单元和约束环单元的平均尺寸约为1.25mm，混凝土圆台的单元总数为49152个，约束环单元总数为10240个。子弹的平均网格尺寸为1.25mm，共划分300个单元。垫板的边界条件为固定，约束环、圆台、垫板、推力块之间采用面面接触(关键字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE)，两者之间的静摩擦系数为0.08，动摩擦系数为0.06。子弹与混凝土的接触采用关键字*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE实现。
(2)混凝土材料模型
混凝土材料采用HJC模型，混凝土密度为2400kg/m3，强度为170MPa，具体参数如表1所示。为避免单元产生畸变，引起沙漏效应，影响计算的稳定性，引入*MAT_ADD_EROSION侵蚀失效准则，以最大主应变来控制单元的失效。当模拟过程中靶体某一单元最大主应变超过该应变值时，认为该单元失效，将其删除，失效应变设为0.1。
表1混凝土HJC本构模型参数
(3)钢材料模型
约束环与平头弹的材料采用*MAT_PLASTIC_KINEMATIC材料模型，材料模型主要参数如表2所示。
表2钢材材料参数
(4)加载制度
加载制度和试验流程分为两个阶段，第一阶段下推圆台施加预应力模拟试验，然后第二阶段再进行抗侵彻模拟试验。第一阶段采用关键字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_SET赋予推力块位移推动混凝土圆台到达钢环的指定深度，加载速率为200mm/s，稳定10ms，生成相应的重启文件。子弹在第一阶段不动，第一个阶段结束后，使用LS-DYNA中的全重启动功能进行第二阶段模拟，通过关键字*CHANGE_VELOCITY_GENERATION赋予子弹速度，同时通过关键字*STRESS_INITIALIZATION将上一过程中各个部件的应力状态传递到重启动过程中相应部件上。子弹为平头弹，其直径为7.62mm，长度为20mm，初速度为600m/s。
(4)预应力模拟结果与分析
混凝土材质的填充台体下推10mm后，填充台体的圆心单元预应力-下压深度关系曲线如图17所示，随着下压深度的增大，圆台的内部应力逐步增大，下压深度为10mm时，圆台轴线单元的平均径向应力达到169MPa，因此可以证明本发明可以通过下压深度或者位移调整预应力大小，而且能够施加足够大的预应力。
(5)侵彻模拟结果分析
填充台体在约束环内圈下推深度从0～10mm，下推位移总共分为10级，随着下压深度的增加圆台的径向预应力逐渐增大，在600m/s的平头弹的正冲击下，各级下压深度的填充台体混凝土圆台其损伤云图如图18所示，结合图19所示的混凝土圆台的侵彻深度与预应力的关系曲线，可以看出，随着预应力的增加，侵彻深度逐渐减少，当下压深度为7mm，即施加在填充台体中心预应力为119MPa时，填充台体的侵彻深度下降了37.5％，抗侵彻性能达到最佳。而随着预应力的进一步增大，其抗侵彻性能则发生下降。因此采用本发明的预应力约束块施加合理的预应力值可以很大程度上提高复合装甲构件的抗侵彻性能。
Claims (9)
1.复合装甲的预应力约束块，其特征在于，包括陶瓷、混凝土或者玻璃材质的填充台体(11)和陶瓷、混凝土或者玻璃材质的约束环(12)，所述填充台体(11)具有和约束环(12)内圈相同形状的横截面，并固定嵌装于约束环(12)的内圈，所述填充台体(11)的外侧壁和约束环(12)的内圈壁之间通过锥面配合而楔紧；陶瓷、混凝土或者玻璃材质的填充台体压入金属或者纤维增强复合材料制成的约束环内圈中得到预应力约束块；所述填充台体(11)的外侧壁和约束环(12)的内圈壁分别为相匹配的圆锥面，或相匹配的多边形棱锥面；
所述填充台体(11)外侧壁的大端和小端直径分别为d1和d2，所述约束环(12)内圈壁的大端和小端直径分别为 R1 和 R2，满足 R2＜d2＜R1≤d1，所述填充台体(11)和约束环(12)的高分别为 h1和 h2，其中 h1≤ h2；
所述填充台体(11)外侧壁的锥面倾角α范围为3°～6°，所述约束环(12)内圈壁的锥面倾角β范围为3°～6°，所述填充台体(11)的外侧壁和约束环(12)的内圈壁之间存在角度差Δα为0°～0.2°；
所述填充台体(11)的径厚比d1/h1为0.5～40，
约束环(12)的环壁为变厚度或为等厚度，即约束环(12)的顶部壁厚t1≤底部壁厚t2；根据填充台体(11)需要施加的预应力确定约束环(12)的壁厚和屈服强度，约束环(12)的壁厚与填充台体(11)的直径之比t/d越大，以及约束环(12)的屈服强度越大，可提供的约束预应力的潜力就越大；受到填充台体(11)上下横截面直径不一致和约束环(12)高度方向壁厚不一致的因素影响，填充台体(11)的预应力在高度方向不均匀，通过设计调整填充台体(11)的外侧壁锥面夹角α与约束环(12)的内圈壁锥面夹角β的微小差别来调整上下预应力大小变化；将填充台体(11)压入约束环(12)内的过程中，预应力约束块的预应力从上至下逐渐增加，适当调大α和β之间的角度差Δα，以减少台体的上下预应力差距，当α＝β，填充台体(11)放入约束环(12)内，填充台体(11)的外侧壁和约束环(12)内圈壁接触面贴合；
所述填充台体(11)外表面包裹设有包裹层(17)；
所述预应力约束块在室温环境下装配得到。
2.根据权利要求1所述的预应力约束块，其特征在于：所述填充台体(11)的径厚比d1/h1为3～12。
3.根据权利要求1所述的预应力约束块，其特征在于：所述填充台体(11)为具有圆锥面或多边形棱锥面外侧壁的锥台体，
或外部固定套装第一变径环(14)的圆柱体或棱柱体，所述第一变径环(14)的外侧壁为圆锥面或多边形棱锥面。
4.根据权利要求1所述的预应力约束块，其特征在于：所述约束环(12)为具有圆锥面或多边形棱锥面内圈壁的变径环体，
或内部固定嵌装第二变径环(13)的圆柱环或棱柱环，所述第二变径环(13)的内圈壁为圆锥面或多边形棱锥面。
5.根据权利要求1所述的预应力约束块，其特征在于：所述填充台体(11)为分层结构，包括至少两层固定叠装的填充块。
6.根据权利要求5所述的预应力约束块，其特征在于：所述约束环(12)或第二变径环(13)内圈壁的小端设有底板结构，所述底板结构为与约束环(12)一体结构的约束槽底板(16)，
或垫装在填充台体(11)小端的垫层(15)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的预应力约束块，其特征在于：所述约束环(12)的内壁开设有卡槽(18)，所述卡槽(18)内装配用于楔紧后的填充台体(11)在约束环(12)内轴向限位的卡环(19)。
8.复合装甲结构，其特征在于：包括至少一层装甲板，所述装甲板包括若干权利要求1-7中任一项所述的预应力约束块，所述预应力约束块采用若干分体的约束环(12)拼接，或采用一体蜂窝结构的约束环(12)。
9.根据权利要求8所述的复合装甲结构，还包括分别贴合覆盖复合装甲两侧表面的盖板(2)和背板(3)。
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| CN112814315A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-18 | 青岛理工大学 | 双锥台嵌挤预应力约束遮弹层 |
| CN112815777A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-18 | 青岛理工大学 | 一种锥台嵌挤装配式复合防护结构 |
| CN114543593A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-27 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种镶嵌式硬岩基质复合抗弹板 |
| CN114810893B (zh) * | 2022-04-24 | 2022-12-30 | 中国科学技术大学 | 一种组装式预应力型抗侵彻防护结构 |
| CN115230247B (zh) * | 2022-08-17 | 2023-12-05 | 沈阳工业大学 | 一种多区高强韧仿生抗冲击复合结构 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1122908A (zh) * | 1994-06-23 | 1996-05-22 | 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 | 螺纹型锚固件的预应力监测元件 |
| CN2618965Y (zh) * | 2003-05-24 | 2004-06-02 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 高抗冲击混凝土－纤维复合材料防护结构 |
| CN2697183Y (zh) * | 2003-05-24 | 2005-05-04 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 钢－混凝土复合装配式蜂窝结构遮弹板 |
| JP2007070895A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Kyokuto Kogen Concrete Shinko Kk | プレストレス導入用合成構造定着体及びそれを用いた構造物 |
| CN201168762Y (zh) * | 2007-11-28 | 2008-12-24 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种高强耐磨的镶块模体 |
| JP2011064010A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Giken Kanri:Kk | Ｐｃ鋼材の耐火被覆構造およびその工法 |
| CN102337742A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-02-01 | 杭州固华复合材料科技有限公司 | 一种预应力复合材料叠合大直径管桩及其制造方法 |
| CN103556785A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | 回缩补偿式螺母夹片锚具及张锚方法 |
| CN105240356A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-13 | 湘潭电机股份有限公司 | 一种用于提供预应力的复合锥套装置 |
| CN105436381A (zh) * | 2015-12-12 | 2016-03-30 | 中国航空工业标准件制造有限责任公司 | 一种预应力模具结构及制造方法 |
| CN109141123A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-04 | 西安交通大学 | 一种约束陶瓷-金属复合防弹装甲板及其制备方法 |
| CN208717900U (zh) * | 2018-06-29 | 2019-04-09 | 北京矿务局综合地质工程公司 | 一种预应力钢绞线锚具 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES292802Y (es) * | 1984-01-26 | 1987-08-01 | Chubb & Son's Lock And Safe Company Limited | Una estructura de barrera de seguridad resistente a la penetracion, para usarse en las paredes y puertas de recintos de seguridad |
| JPH09287243A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Asuo Yonekura | Ｐｃ部材 |
| US6860186B2 (en) | 2002-09-19 | 2005-03-01 | Michael Cohen | Ceramic bodies and ballistic armor incorporating the same |
| US6811745B2 (en) * | 2003-01-16 | 2004-11-02 | Ut-Battelle, Llc | Manufacture of annular cermet articles |
| IL157584A (en) * | 2003-08-26 | 2008-07-08 | Cohen Michael | Composite armor plate |
| DE102005030966A1 (de) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Bochumer Verein Verkehrstechnik Gmbh | Gummigefedertes Schienenfahrzeugrad |
| CN1746609B (zh) | 2005-10-17 | 2011-08-10 | 北京科技大学 | 一种钢蜂窝陶瓷夹芯复合防弹装甲板的制备方法 |
| JP5024699B2 (ja) | 2007-02-21 | 2012-09-12 | 株式会社ケィズ・アロー | 複合装甲板およびそれを用いた複合装甲 |
| US8464627B2 (en) | 2008-04-16 | 2013-06-18 | QinetiQ North America, Inc. | Vehicle and structure shield with improved hard points |
| IL195090A0 (en) * | 2008-11-04 | 2009-09-22 | Gigi Simovich | A method and a device for pre-stressed armor |
| CN102872755B (zh) * | 2012-09-30 | 2014-12-24 | 吉林大学 | 一种多层交错剖分式高压装置 |
| CN103185100B (zh) * | 2013-03-15 | 2016-01-06 | 尹学军 | 预紧力可调的摩擦阻尼器 |
| US20160363418A1 (en) | 2014-08-12 | 2016-12-15 | James Sorensen | Reinforced ceramic tile armor |
| CN104209436A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 偃师市华信机械有限公司 | 一种圆形模具用锻造装置 |
| JP6034348B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2016-11-30 | ヒロセ株式会社 | プレストレス鋼管杭 |
| CN107044572B (zh) * | 2017-06-22 | 2022-12-27 | 中国海洋大学 | 一种海洋复合柔性管用预压自紧接头 |
| CN108843042A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-20 | 华侨大学 | 一种复合约束加固混凝土柱及其加固方法 |
| KR102079185B1 (ko) | 2018-10-29 | 2020-02-19 | 한국건설기술연구원 | 뿔대형 전면돌출부를 구비한 강재판과 콘크리트판의 합성 구조를 가지는 방탄구조체 및 그 제작방법 |
| CN111705993B (zh) * | 2020-06-24 | 2024-01-05 | 王子国 | 预应力约束块和复合装甲结构 |
-
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Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1122908A (zh) * | 1994-06-23 | 1996-05-22 | 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 | 螺纹型锚固件的预应力监测元件 |
| CN2618965Y (zh) * | 2003-05-24 | 2004-06-02 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 高抗冲击混凝土－纤维复合材料防护结构 |
| CN2697183Y (zh) * | 2003-05-24 | 2005-05-04 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 钢－混凝土复合装配式蜂窝结构遮弹板 |
| JP2007070895A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Kyokuto Kogen Concrete Shinko Kk | プレストレス導入用合成構造定着体及びそれを用いた構造物 |
| CN201168762Y (zh) * | 2007-11-28 | 2008-12-24 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种高强耐磨的镶块模体 |
| JP2011064010A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Giken Kanri:Kk | Ｐｃ鋼材の耐火被覆構造およびその工法 |
| CN102337742A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-02-01 | 杭州固华复合材料科技有限公司 | 一种预应力复合材料叠合大直径管桩及其制造方法 |
| CN103556785A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | 回缩补偿式螺母夹片锚具及张锚方法 |
| CN105240356A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-13 | 湘潭电机股份有限公司 | 一种用于提供预应力的复合锥套装置 |
| CN105436381A (zh) * | 2015-12-12 | 2016-03-30 | 中国航空工业标准件制造有限责任公司 | 一种预应力模具结构及制造方法 |
| CN208717900U (zh) * | 2018-06-29 | 2019-04-09 | 北京矿务局综合地质工程公司 | 一种预应力钢绞线锚具 |
| CN109141123A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-04 | 西安交通大学 | 一种约束陶瓷-金属复合防弹装甲板及其制备方法 |
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