CN114923369B - 一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲包括：多个平面约束板、陶瓷件、周向约束板，每两块平面约束板之间夹设有一块所述周向约束板，周向约束板上至少开设有三个第一固定孔，陶瓷件设置于周向约束板内且位于三个第一固定孔合围的区域，多个平面约束板上开设有与至少三个第一固定孔对应的第二固定孔，多个平面约束板、周向约束板通过多个紧固件固定，每个紧固件穿过第一固定孔、第二固定孔进行紧固。将单层陶瓷分成多层并以金属平板进行支撑和约束，保证了前面陶瓷的破坏对后续的陶瓷完好性没有影响。本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲成功将陶瓷的优异特性利用到穿甲防护领域，成功实现了抗侵彻功能且还提高了抗侵彻能力。

Description

一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲
技术领域
本发明属于防弹装甲领域，具体涉及一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲。
背景技术
陶瓷材料因为具有高硬度、高模量、高抗压强度和低密度的特点而成为抗侵彻结构中的热点材料。然而，陶瓷作为一种脆性材料，在弹丸侵彻过程中由于较低的断裂韧性，极易被拉伸波破坏，受到侵彻后破碎面积较大的缺点从而限制了陶瓷板抗打击的能力，性能优异、应用却无法发挥其性能的技术难题始终无法解决，因此如何克服现有的陶瓷材料性能好然而运用到抗打击领域破碎面积大无法发挥其实际性能的两难问题一直困扰着研究人员，亟需提供一种新的解决思路。
发明内容
本发明提供一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲以解决现有中陶瓷材料性能好然而运用到抗打击领域破碎面积大无法发挥其实际性能的技术问题。
一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲，包括：多个平面约束板、陶瓷件、周向约束板，每两块平面约束板之间夹设有一块所述周向约束板，周向约束板上至少开设有三个第一固定孔，陶瓷件设置于周向约束板内且位于三个第一固定孔合围的区域，多个平面约束板上开设有与至少三个第一固定孔对应的第二固定孔，多个平面约束板、周向约束板通过多个紧固件固定，每个紧固件穿过第一固定孔、第二固定孔进行紧固。
优选为，所述陶瓷件设置为圆形，所述周向约束板上开设有圆孔，所述陶瓷件设置于所述圆孔内。
优选为，所述第一固定孔设置为四个，四个固定孔合围形成矩形，所述陶瓷件设置于所述矩形区域。
优选为，所述平面约束板分别与所述周向约束板、陶瓷件贴合设置。
优选为，所述平面约束板设置于所述强约束下多层陶瓷金属复合装甲的首尾两端。
优选为，所述紧固件设置为螺栓。
优选为，所述平面约束板、周向约束板均为金属板。
本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲成功将陶瓷的优异特性利用到抗打击领域，成功实现了抗侵彻功能且还提高了抗侵彻能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲结构示意图；
图2为本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲结构示意图；
图3为本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲受力示意图；
图4-图5为本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲试验结果示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1-3所示，本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲包括：多个平面约束板1、陶瓷件2、周向约束板3，每两块平面约束板1之间夹设有一块所述周向约束板3，周向约束板3上至少开设有三个第一固定孔31，陶瓷件2设置于周向约束板3内且位于三个第一固定孔31合围的区域，多个平面约束板1上开设有与至少三个第一固定孔31对应的第二固定孔11，多个平面约束板1、周向约束板3通过多个紧固件4固定，每个紧固件4穿过第一固定孔31、第二固定孔11进行紧固。
本实施例中，陶瓷件2设置为圆形，周向约束板3上开设有圆孔，陶瓷件2设置于该圆孔内，此种设置方式周向约束板3可以沿周向方向环绕包裹整个陶瓷件2从而提供更好的周向约束力。
本实施例中，第一固定孔31设置为四个，四个固定孔31合围形成矩形，圆形的陶瓷件2设置于该矩形区域，此种设置方式平面约束板1与周向约束板3固定更紧密牢靠，受冲击时受力更均匀。
本实施例中，平面约束板1分别与周向约束板3、陶瓷件2贴合设置，此种设置方式三者连接更紧密牢靠，确保陶瓷件2的稳固定位。
本实施例中，平面约束板1设置于该装置的首尾两端，此种设置确保陶瓷件2始终位于两平面约束板1之间，确保陶瓷件2的在平面和周向始终受到限制，防止其破碎飞溅造成伤害。
本实施例中，紧固件4设置为螺栓，其连接稳定，使用方便。
本实施例中，平面约束板1、周向约束板3均为金属板。
如图3所示，将陶瓷件分成多层，并且进行平面和周向约束，其始终受到周向约束力F1和平面(轴向)约束力F2的限制，当该装甲结构受到弹丸9侵彻时，弹丸路径上的陶瓷件将会粉碎，并且周围陶瓷件会产生裂纹，若没有前面平面约束板的约束，必定有大量的陶瓷碎片向前飞溅，从而留下较大的空白区域，在前面板的约束下陶瓷碎片不能飞溅仍具有抗侵彻能力；陶瓷件受冲击易碎，同时在后面的平面约束板的支撑约束下仅有从弹坑处飞溅出少量碎片；在加上周向约束板对陶瓷件的约束，使得该结构装甲的陶瓷件不宜丢失，从而在受到弹丸侵彻时保持抗多发弹丸侵彻的能力，因此可以大幅提高陶瓷金属复合装甲的抗侵彻能力。
如图4-5，对本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲进行试验验证，试验结果证明本发明所设计的装甲结构的有效性，较金属装甲的抗侵彻能力有大幅提高。
且陶瓷、平面约束板、周向约束板通过四周的螺栓进行连接固定，易于拼装，在前面几层装甲受到严重破坏时可以方便更换，便于维护。
根据不同的使用需求可以灵活配置不同种类、尺寸的陶瓷板和金属板。
本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲至少具备以下有益效果：
(1)本发明采用多层陶瓷夹层结构，可以灵活改变所需陶瓷厚度。
(2)本发明与现有金属装甲相比密度降低，抗侵彻能力提高。
(3)本发明陶瓷夹层在三维方向进行约束，提供预应力抗侵彻能力提高，尤其抗多发弹丸侵彻能力大大提高。
(4)本发明可附加在基体装甲外，在改结构装甲损坏时单独更换，便于装甲车辆的维护，可以模块化换装。
综上所述，本发明一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲成功将陶瓷的优异特性利用到抗打击领域，成功实现了抗侵彻功能且还提高了抗侵彻能力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：说明书中的其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，包括：多个平面约束板、陶瓷件、周向约束板，多个平面束板与多个陶瓷件、周向约束板间隔设置，每两块平面约束板之间夹设有一块所述周向约束板，每一单个周向约束板上至少开设有三个第一固定孔，每一单个陶瓷件设置于周向约束板内且位于三个第一固定孔合围的区域，多个平面约束板上开设有与至少三个第一固定孔对应的第二固定孔，多个平面约束板、周向约束板通过多个紧固件固定，每个紧固件穿过第一固定孔、第二固定孔进行紧固，所述平面约束板设置于所述强约束下多层陶瓷金属复合装甲的首尾两端。
2.根据权利要求1所述的强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，所述陶瓷件设置为圆形，所述周向约束板上开设有圆孔，所述陶瓷件设置于所述圆孔内。
3.根据权利要求1所述的强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，所述第一固定孔设置为四个，四个固定孔合围形成矩形，所述陶瓷件设置于所述矩形区域。
4.根据权利要求1所述的强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，所述平面约束板分别与所述周向约束板、陶瓷件贴合设置。
5.根据权利要求1所述的强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，所述紧固件设置为螺栓。
6.根据权利要求1-5任一所述的强约束下多层陶瓷金属复合装甲，其特征在于，所述平面约束板、周向约束板均为金属板。
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