[發明專利]復合靶板結構

在審

• 申請號: 202011181573.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112284191A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉立勝;劉亞洵;張金詠;梅海
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F41J1/01
• 分類號: F41J1/01;B32B3/18;B32B7/12;B32B15/04;B32B18/00;B32B33/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發明提供一種復合靶板結構，其特征在于，包括第一面板層、第二面板層以及夾置在第一面板層和第二面板層之間的自鎖層，所述自鎖層包括多個兩兩之間貼合連接形成自鎖結構的自鎖單元塊，所述自鎖單元塊的側面與其上表面或下表面之間具有一定角度的自鎖角。本發明以自鎖單元塊為拓撲基礎單元，對自鎖單元塊進行組裝自下而上形成自鎖結構陶瓷板，自鎖單元塊之間主要由擠壓力與摩擦力承擔，達到提高陶瓷板整體韌性的效果，再通過合適的結構參數調整使得靶板整體上同時擁有高強度與高韌性的特性。

技術領域

本發明屬于力學與拓撲優化的技術領域，具體涉及一種復合靶板結構。

背景技術

在現代高科技戰爭中，裝甲材料需要具有高抗侵徹和抗沖擊能力，而在設計中還應考慮到材料的質量與成本等因素，所以裝甲防護結構要能夠盡可能滿足高硬度、高強度、高韌性、低成本和低密度等條件。陶瓷本身是采用純度極高的天然無機物和人工有機物提煉而成，因而陶瓷材料具有比金屬材料、高分子材料更為優良的性能。世界上許多先進坦克在采用高性能陶瓷材料后，其防護能力得到了明顯的提升，其在當今裝甲系統內的運用已成為主要趨勢。但陶瓷的主要缺點是脆性，其破壞特征一般呈崩潰式的形式，在靜態或準靜態下與高應變率下的破壞形式也顯著不同。因此，如何提高陶瓷材料抵抗拉伸應力造成破壞的性能且利用其制作出優異的力學性能的復合靶板是目前研究的熱點。

在拓撲自鎖結構優化的方面，有許多文獻中對其單獨進行了力學性能的實驗與模擬研究，如抗破壞性、斷裂韌性、屈服強度和熱穩定性等，也對其結構類型及尺寸有一定程度的探討，但都局限于單層自鎖結構的中低速沖擊部分，而對于在高速彈體沖擊下的拓撲自鎖結構行為還有待研究。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種復合靶板結構，該復合靶板在高速彈體沖擊下仍具有較優異的抗沖擊性能，其改善了傳統陶瓷塊容易因拉伸應力造成破壞失效的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種復合靶板結構，包括第一面板層、第二面板層以及夾置在第一面板層和第二面板層之間的自鎖層，所述自鎖層包括多個兩兩之間貼合連接形成自鎖結構的自鎖單元塊，所述自鎖單元塊的側面與其上表面或下表面之間具有一定角度的自鎖角。

進一步地，所述第一面板層和所述自鎖單元塊均由碳化硼陶瓷材料制成，所述第二面板層由具有緩沖與吸能功能的金屬材料制成。

進一步地，自鎖單元塊之間的間隙中填充有粘結劑，所述第一面板層、所述自鎖層以及所述第二面板層依次通過粘結劑粘結的方式連接固定。

進一步地，自鎖單元塊為六面體結構，該自鎖單元塊的上下表面均為矩形且兩者形狀尺寸相同，自鎖單元塊的上表面和下表面分別具有長邊和短邊，其中，上表面的長邊與下表面的長邊成90°，且上表面和下表面的中心在同一條直線上以使得整個六面體自鎖單元塊為軸對稱結構，自鎖單元塊的上表面與下表面連接形成四個側面，其中兩個相對的側面與上表面之間形成自鎖角，另外兩個相對的側面與下表面之間形成自鎖角。

進一步地，所述自鎖角為12°～18°。

進一步地，六面體自鎖單元塊在厚度方向上的中心橫切面即為中面，其為正四邊形，該中面的邊長在加工時限定在13mm～17mm之間。

進一步地，當自鎖單元塊為八面體時，該自鎖單元塊的上下表面均為具有對稱性的六邊形，該六邊形具有長邊與短邊，其中上表面的長邊與下表面對應的長邊成180°，且自鎖單元塊的上表面和下表面的中心在同一條直線上以使得整個八面體自鎖單元塊為軸對稱結構，自鎖單元塊的上表面與下表面連接形成六個側面，其中三個側面與上表面之間形成自鎖角，另外三個側面與下表面之間形成自鎖角。

進一步地，所述自鎖角為8°～12°。