<i id="p68vv"><noscript id="p68vv"></noscript></i>
    <track id="p68vv"></track>

      <video id="p68vv"></video>
    <track id="p68vv"></track>
    <u id="p68vv"><bdo id="p68vv"></bdo></u>

  1. <wbr id="p68vv"><ins id="p68vv"><progress id="p68vv"></progress></ins></wbr>
    <code id="p68vv"></code>
      <output id="p68vv"><optgroup id="p68vv"></optgroup></output>
  2. 復(fù)合材料在地面機(jī)動(dòng)武器裝備上的應(yīng)用進(jìn)展
    2017-01-23 12:57:59 作者:齊文 趙俊利 等 來源:知網(wǎng) 分享至:

        隨著高新技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代戰(zhàn)爭不斷向信息化戰(zhàn)爭演變,地面武器裝備的技術(shù)密集度越來越高,且武器裝備的精確要求越來越高,同時(shí),地面打擊力量在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中仍具有相當(dāng)?shù)闹鲗?dǎo)作用。傳統(tǒng)材料的規(guī)格、性能,以及冶煉技術(shù)等已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高新武器的研發(fā)需求,有時(shí)甚至成為制約其發(fā)展的“瓶頸”。因此,對地面機(jī)動(dòng)武器裝備軍用材料提出了更新、更高的要求。


        目前,地面機(jī)動(dòng)武器裝備主要包括坦克、火炮、裝甲車、雷達(dá)、通信裝備等多種類型,服務(wù)于地面突擊、戰(zhàn)略打擊、信息支援、防空反導(dǎo)、海上攻擊和后勤保障等,以構(gòu)建地面攻防一體化作戰(zhàn)平臺。對大部分地面機(jī)動(dòng)武器裝備,有威力、機(jī)動(dòng)、防護(hù)三大性能指標(biāo)。傳統(tǒng)的采用炮鋼、裝甲鋼等材料制造的地面武器裝備的三大性能指標(biāo)相互制約,難以同時(shí)提高,而三者的權(quán)重與平衡一直是地面機(jī)動(dòng)武器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問題。在這種情況下,纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料憑借其優(yōu)良特性被逐漸應(yīng)用到各種常規(guī)武器裝備,在地面機(jī)動(dòng)武器裝備的防護(hù)、輕量化、高性能化等方面發(fā)揮著重要的作用,并促進(jìn)了地面武器裝備的結(jié)構(gòu)一體化和低成本制造,成為了重要的軍用材料。

     

    640


     
       1 樹脂基復(fù)合材料的特性及應(yīng)用


        目前,纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制造與裝備技術(shù)已經(jīng)比較成熟,是應(yīng)用最為廣泛的一類復(fù)合材料。這種材料以熱固性或熱塑性塑料為基體,以短切或連續(xù)纖維織物為增強(qiáng)材料,經(jīng)過一定的工藝處理復(fù)合而成,具有比強(qiáng)度高、比剛度高、耐腐蝕、耐磨損、疲勞壽命高、可一體化成型等優(yōu)點(diǎn),還可以加入一定的阻燃劑等填料以提高阻燃性。隨著研究應(yīng)用的發(fā)展,以碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(CFRP) 為代表的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料自問世以來就憑借其優(yōu)良的力、聲、磁、電學(xué)性能( 透波、透聲性好,無磁性,介電性能優(yōu)良),良好的耐腐蝕性能( 耐酸腐蝕、堿腐蝕、海水侵蝕),良好的設(shè)計(jì)、加工、維護(hù)性能,輕質(zhì)性能,在國內(nèi)外的軍事領(lǐng)域特別是航空航天領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。


        1.1 高強(qiáng)耐磨性及應(yīng)用


        纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有較高的振動(dòng)阻尼和自振頻率,因此有很強(qiáng)的吸振能力,可以幫助地面武器裝備在行進(jìn)過程中保持更好的平穩(wěn)狀態(tài)。此外,纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的疲勞極限是其拉伸強(qiáng)度的70%~80%,遠(yuǎn)高于金屬材料的30%~50%。另外,不同的纖維增強(qiáng)材料可以通過不同的內(nèi)部鋪層方式滿足所需載荷要求,應(yīng)用無損檢測等技術(shù)對關(guān)鍵部件及時(shí)檢測、維護(hù)、補(bǔ)修,以延長使用壽命,具有高強(qiáng)耐磨性和良好的可靠性。


        對于坦克等地面機(jī)動(dòng)武器裝備,應(yīng)用樹脂基復(fù)合材料高強(qiáng)耐磨性的同時(shí),還能充分發(fā)揮其良好的耐腐蝕性、耐高溫蠕變性、導(dǎo)電性。在炮塔等結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝具有耐腐蝕性的樹脂基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)部件,可以更好地防止酸雨和鹽分等外部環(huán)境的侵害,對設(shè)備的維修保養(yǎng)十分有利。


        1.2 高防護(hù)性及應(yīng)用


        對于水陸兩棲戰(zhàn)車等地面機(jī)動(dòng)武器裝備,將樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用在武器外罩、翼子板、甲板防護(hù)板上,或?qū)⑵渥鳛閷?dǎo)彈沖擊遮護(hù)板,可以減免榴霰彈和高速射彈的沖擊。日本專家對于以CFRP 為代表的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用到武器裝備結(jié)構(gòu)上后在耐爆炸以及耐燃燒性能方面的研究已達(dá)到了軍用武器裝備的使用標(biāo)準(zhǔn),為樹脂基復(fù)合材料提升地面武器裝備的生存能力提供了一定的研究理論基礎(chǔ)。


        以前,為了達(dá)到更高的安全性,裝甲鋼板設(shè)計(jì)得非常厚,但這會(huì)使機(jī)動(dòng)武器車輛裝備整車質(zhì)量增加,影響機(jī)動(dòng)性能。目前,美國、德國、俄羅斯等國已經(jīng)對用復(fù)合材料替代金屬部件進(jìn)行了大量研究。美國、英國等在研究中都將新型樹脂基復(fù)合材料作為車體的首選材料,使得主戰(zhàn)坦克等地面武器裝備的車體在輕量化進(jìn)程中,可同步提高抗彈性、隱身性,減小雷達(dá)反射截面積,這已成為各國的熱點(diǎn)軍備項(xiàng)目之一。美國于20 世紀(jì)90 年代開始復(fù)合材料裝甲戰(zhàn)車車體的研究,開展了復(fù)合材料裝甲車輛——先進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃,設(shè)計(jì)制造的復(fù)合材料驗(yàn)證車在減重達(dá)30% 以上時(shí),還具有良好的隱身效果,另外,美國陸軍采用S2 玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料取代早期的芳綸纖維復(fù)合材料制造的M113A3裝甲人員輸送車車體,不但提高了防火、防煙霧特性,還降低了成本。美國在“未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)(FCS)”研究計(jì)劃中,也將發(fā)展復(fù)合材料原型車樣車。目前,已完成了FCS 履帶式和輪式兩種車型的底盤設(shè)計(jì)制造,采用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制造了樣車的上車身、下車身及乘員艙。


        同時(shí),纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在優(yōu)化外形、改善振動(dòng)及噪聲阻尼、降低腐蝕及凹陷、在高速撞擊下保護(hù)乘員安全等方面有著很大的優(yōu)勢。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用于裝甲板、艙門等方面,由于其具有更低的磁特性、熱傳導(dǎo)性,良好的阻聲性等,在坦克、裝甲車等地面武器裝備受到外來襲擊帶來的熱量及噪聲影響時(shí),可比傳統(tǒng)的炮鋼等材料制成的裝甲板等構(gòu)件更好地起到隔熱、降噪、阻燃、防碎片的作用,從而更好地保護(hù)炮手和成員。表1 列出一些美國已經(jīng)成功制備的部分地面武器裝備復(fù)合材料部件。


        表1 美國地面武器裝備復(fù)合材料部件

    640


        1.3 電磁隱蔽性及應(yīng)用


        纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料可具有特殊的電磁性能。一方面,在其內(nèi)部加入具有透波、吸波功能的聚對苯撐苯并二惡唑纖維等纖維材料或鐵氧體、BaTiO3 等納米顆粒,或在其表面噴涂隱身涂料,可以減少武器裝備的雷達(dá)、光電、紅外等觀測特征,提高地面機(jī)動(dòng)武器裝備的生存能力和作戰(zhàn)效能;另一方面,通過對地面機(jī)動(dòng)武器裝備的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)表面引入異型透波、吸波結(jié)構(gòu),或?qū)C(jī)構(gòu)表面及各連接處進(jìn)行光滑處理,可以降低雷達(dá)散射截面值,同時(shí)提高地面機(jī)動(dòng)武器裝備的電磁隱蔽性。


        另外,復(fù)合材料排氣裝置在具有質(zhì)輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),具備優(yōu)良的熱絕緣性能,能夠削弱雷達(dá)信號進(jìn)而有助于提高地面武器裝備的隱身性,并且已經(jīng)在部分武器裝備上成功應(yīng)用。


        1.4 高輕量化及應(yīng)用


        現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭既要求裝甲裝備具有高抗彈性,又追求其輕量化、高機(jī)動(dòng)靈活性,以及良好的防護(hù)性等,為了滿足這些要求,各國都在不斷積極探索并深入研究,廣泛采用樹脂基復(fù)合材料以期減輕裝甲裝備質(zhì)量,而復(fù)合材料在裝甲車輛上的應(yīng)用已從簡單的非承力件向結(jié)構(gòu)件、動(dòng)力系統(tǒng)乃至大型整體部件發(fā)展。俄羅斯將纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料成功地應(yīng)用于主戰(zhàn)坦克的裝甲防護(hù),以均質(zhì)鋼作為面板和背板,以酚醛復(fù)合材料和抗彈陶瓷作為中間層,制得T–80 坦克復(fù)合裝甲;以覆蓋了芳綸纖維復(fù)合材料的均質(zhì)鋼作為面板和背板,以酚醛樹脂復(fù)合材料作為中間層,制得了T–72 主戰(zhàn)坦克的輕型復(fù)合裝甲,大幅度提高了頂部防護(hù)能力。


        纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料與常規(guī)金屬和非金屬材料相比,具有優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)性,CFRP 的密度為鋁的3/5、鋼的1/5,比強(qiáng)度卻是鋁的4 倍、鋼的5 倍,同時(shí),拉伸強(qiáng)度一般都在3 500 MPa 以上,是鋼的7~9 倍,拉伸彈性模量為230~430 GPa ,也高于鋼[12–13]。因此,CFRP 的比強(qiáng)度( 強(qiáng)度與密度之比) 可達(dá)到2 000 MPa/(g · cm–3) 以上,而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59 MPa/(g · cm–3) 左右,可見其比模量也比鋼高。另外,樹脂基復(fù)合材料還憑借其復(fù)雜部件的可設(shè)計(jì)性,良好的減震性、吸能性、抗疲勞性、耐腐蝕性等,被應(yīng)用到地面機(jī)動(dòng)武器裝備上以有效地減輕整體的質(zhì)量,減少燃油消耗,提高機(jī)動(dòng)性能、運(yùn)載能力和可持續(xù)作戰(zhàn)時(shí)間,進(jìn)而在地面武器裝備上得到越來越廣泛的應(yīng)用。


        英國材料系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室對碳纖維復(fù)合材料的減輕質(zhì)量的效果研究表明,CFRP 車身質(zhì)量為172 kg,而鋼制車身質(zhì)量為368 kg,減輕質(zhì)量約50%。可見,復(fù)合材料可為機(jī)動(dòng)武器的輕量化做出的貢獻(xiàn)毋庸置疑。在地面機(jī)動(dòng)武器裝備的底座設(shè)計(jì)中,一個(gè)復(fù)合材料的底座比同尺寸的鋼底座輕58%,且可以提供足夠的保護(hù),使機(jī)械和設(shè)備免受或抵抗沖擊損壞。與此同時(shí),由于它的阻尼性和無磁性,復(fù)合材料底座能夠降低武器裝備的聲音和磁特性。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在輕質(zhì)的同時(shí),還能同時(shí)保證一定的強(qiáng)度要求。樹脂基復(fù)合材料具有高于鋼幾倍的拉伸強(qiáng)度,可以滿足對機(jī)動(dòng)武器車輛安全性能的需求。


        在地面武器裝備推進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)力傳輸?shù)炔考难b備輕量化過程中,當(dāng)要求傳動(dòng)裝置的部件最少、質(zhì)量最輕時(shí),采用由CFRP 等樹脂基復(fù)合材料制備的驅(qū)動(dòng)軸可以輕而易舉地滿足要求,并且軸越長,減重效果越明顯。臨界速度提高,可減免長軸系上布置的軸承,軸承數(shù)量減少,還可以降低成本。


        另外,復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)軸還具有低噪聲、無磁性、不導(dǎo)電、無摩擦、耐腐蝕等優(yōu)良性能。


       
    1.5 整體成型及應(yīng)用


        纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過不同的纖維編織工藝、預(yù)成型體成型工藝等,可以加工成格柵式、蜂窩式等多種形式的層壓板結(jié)構(gòu),還可以進(jìn)行不同層次的尺寸和形狀優(yōu)化,具有良好的可設(shè)計(jì)性和加工成型性,有利于將部分相關(guān)零件集中生產(chǎn)加工到一個(gè)部件上,對于加工復(fù)雜地面武器裝備上的結(jié)構(gòu)件大有益處。


        美國使用CFRP 一次成型制造了最大的船體“短劍”,在整體制造成型過程中不使用傳統(tǒng)的焊接、鉚接技術(shù),使得構(gòu)件外表面十分光滑,船體的質(zhì)量也大大減少。雖然目前的成本相對于普通的鋼和鋁合金偏高,但應(yīng)用這—技術(shù)進(jìn)行綜合構(gòu)件的整體設(shè)計(jì),使得進(jìn)行批量生產(chǎn)的成本有較大的下降空間。同樣的技術(shù),目前已被初步應(yīng)用到地面武器裝備的設(shè)計(jì)制造中。這樣的整體成型,在節(jié)約時(shí)間和成本、減輕了構(gòu)件的整體質(zhì)量的同時(shí),也節(jié)省了燃料,提高了可持續(xù)戰(zhàn)斗的時(shí)間。


        目前,還有科研人員采用由聚氯乙烯和碳纖維乙烯基酯層壓板構(gòu)成的夾心結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)材料相比,它不但強(qiáng)度高、耐用性好、而沖擊性強(qiáng)、整體成型性好,還無磁性,有利于降低武器裝備產(chǎn)生的磁場,并有良好的抗震性能。


        2 軍用復(fù)合材料應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)


        軍用材料經(jīng)過多年發(fā)展,已取得長足進(jìn)步,但在系列化、通用化、維修性等方面還存在一定的問題,影響著軍用材料科研體系的整體效益和武器裝備研制生產(chǎn)的保障能力,因此,亟需建立合適的軍用材料體系標(biāo)準(zhǔn)。另外,地面武器在戰(zhàn)場上需要執(zhí)行各種復(fù)雜的戰(zhàn)略任務(wù),對復(fù)合材料在武器裝備上的應(yīng)用提出了更加嚴(yán)苛的要求,亟需突破以下幾方面關(guān)鍵技術(shù)。


        (1) 低成本制造技術(shù)。


        雖然纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料優(yōu)點(diǎn)眾多,但目前依舊存在制造和安裝成本比鋼制件高20%~90% 的缺點(diǎn)。一方面,纖維增強(qiáng)材料的制備、鋪層,樹脂基體的制備,以及纖維和樹脂兩者的復(fù)合等都需要降低成本;另一方面,就目前來看,地面機(jī)動(dòng)武器裝備的主體依舊是炮鋼等材料,纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制件與周圍鋼結(jié)構(gòu)的連接處需要足夠的抗內(nèi)部沖擊損壞能力,由此使得成本大幅提高。


        發(fā)展低成本設(shè)計(jì)與制造,將會(huì)顯著提高纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在地面武器裝備上的應(yīng)用范圍。目前,國內(nèi)外的一些軍工企業(yè)已將軍用復(fù)合材料的發(fā)展重點(diǎn)逐步從材料的性能轉(zhuǎn)到低成本制造技術(shù),由此帶動(dòng)了自動(dòng)纖維纏繞技術(shù)、自動(dòng)帶料鋪層技術(shù)、預(yù)浸料技術(shù)、樹脂傳遞模塑成型技術(shù)、電子束固化技術(shù)等低成本制造技術(shù)的發(fā)展。


        (2) 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)一體化集成技術(shù)。


        在地面機(jī)動(dòng)武器裝備的設(shè)計(jì)、制造中需要綜合考慮威力、機(jī)動(dòng)、防護(hù)等多方面要求。因此,需要在多個(gè)層次上開展武器裝備的設(shè)計(jì)、制造、測試、使用和維護(hù)等方面的一體化集成設(shè)計(jì)。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在地面機(jī)動(dòng)武器裝備上的應(yīng)用,一方面,可以通過CAD 和CAM 仿真為武器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)提供更廣的操作空間;另一方面,可以為阻尼/結(jié)構(gòu)、防熱/結(jié)構(gòu)、隱身/結(jié)構(gòu)等功能/結(jié)構(gòu)一體化武器構(gòu)件的制備提供有效的途徑,進(jìn)而提高地面武器裝備的自適應(yīng)、自診斷和自修復(fù)能力。


        (3) 損傷容限失效評估與維修技術(shù)。


        軍用復(fù)合材料的可靠性和維修性同樣是其得到良好應(yīng)用的必須保障。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料為主體或增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的地面武器裝備,構(gòu)件若出現(xiàn)微觀損傷,容易演變成宏觀失效,在一定程度上加大了對武器裝備質(zhì)量控制的難度。因此,通過建立相關(guān)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范數(shù)據(jù)庫,進(jìn)而建立軍用樹脂基復(fù)合材料損傷容限失效評估模式、設(shè)備故障評估模式、維修性設(shè)計(jì)與分析模式,進(jìn)而預(yù)估地面武器裝備的使用壽命與維修方案,將對纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在地面武器裝備上的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。


      
      3 結(jié)語


        世界范圍內(nèi)的軍用新材料每年以5%的速度增長,目前已有上萬種。地面武器裝備用復(fù)合材料正向高功能化、低成本化和輕量化等方向發(fā)展。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在軍用材料領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值,隨著其成型工藝及制造技術(shù)的提高,其必將以多功能集于一體的形式更多地應(yīng)用到現(xiàn)代武器裝備領(lǐng)域中,為武器裝備性能的提高起到積極的推動(dòng)作用。(原作者:齊文 趙俊利 等 來源:知網(wǎng))

     

    更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動(dòng)態(tài),我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org


    責(zé)任編輯:王元


    《中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事


    投稿聯(lián)系:編輯部


    電話:010-62313558-806


    郵箱:fsfhzy666@163.com


    中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群:140808414

    免責(zé)聲明:本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文字、圖片與視頻資料版權(quán)歸原創(chuàng)作者所有,如果涉及侵權(quán),請第一時(shí)間聯(lián)系本網(wǎng)刪除。

    日韩人妻精品久久九九_人人澡人人澡一区二区三区_久久久久久天堂精品无码_亚洲自偷自拍另类第5页

    <i id="p68vv"><noscript id="p68vv"></noscript></i>
      <track id="p68vv"></track>

        <video id="p68vv"></video>
      <track id="p68vv"></track>
      <u id="p68vv"><bdo id="p68vv"></bdo></u>

    1. <wbr id="p68vv"><ins id="p68vv"><progress id="p68vv"></progress></ins></wbr>
      <code id="p68vv"></code>
        <output id="p68vv"><optgroup id="p68vv"></optgroup></output>
    2. 伊人久久精品视频 | 最新精品亚洲成a人在线观看 | 亚洲精品视频久久 | 亚洲欧美人成电影在线观看 | 亚洲日韩中文字幕在线不卡最新 | 在线看片国产的免费的 |