材料密度對改性PTFE毀傷元性能影響研究.pdf

1、采用聚四氟乙烯作為串聯戰(zhàn)斗部前級裝藥的藥型罩材料能夠實現對帶殼裝藥的穿而不爆，但由于純PTFE動態(tài)力學性能弱，存在侵徹能力不足的問題。在這一前提下，本文通過在PTFE中添加不同質量分數的銅粉對其進行填充改性，設計并制備了三種不同密度的改性PTFE材料，利用萬能材料試驗機和霍普金森壓桿(SHPB)實驗裝置對其靜、動態(tài)力學性能進行實驗研究，獲得了不同密度改性PTFE在不同應變率下的應力-應變關系。利用AUTODYN-2D軟件對不同密度改性P

2、TFE藥型罩的射流成型過程和對帶殼裝藥的穿而不爆進行了數值模擬研究，對比分析了材料密度的影響，并得到了改性PTFE對帶殼裝藥穿而不爆的u2d閾值。研究結果表明:
　　(1)在準靜態(tài)試驗條件下，隨著材料密度的增大，改性PTFE材料抗拉強度和壓縮強度增大，拉伸斷裂伸長率變小。三種改性PTFE材料（密度由低到高）的壓縮強度比純PTFE分別提高了22.3％、27.1％和33.8％。(2)動態(tài)沖擊下，改性PTFE材料力學性能表現出明顯的應變

3、率強化現象，壓縮強度和臨界應變明顯隨著應變率提高而增大;材料的屈服強度和壓縮強度隨著密度的提高而提高。(3)利用靜態(tài)和動態(tài)壓縮實驗數據，選用并擬合了不同密度改性PTFE材料在常溫下的Johnson-Cook本構方程。(4)利用AUTODYN-2D有限元軟件對改性PTFE藥型罩形成的射流沖擊帶殼裝藥過程進行仿真，得到了三種改性PTFE材料射流對帶殼裝藥的起爆閾值分別為25.04mm3/μs2、24.805mm3/μs2和23.83mm3/

4、μs2，數值接近Held給出的23mm3/μs2。(5)三種密度的改性材料均沒有引爆帶殼裝藥;針對2/4/2結構帶殼裝藥，在3倍炸高下，隨著材料密度的提高，射流穿透面板和背板開孔直徑增大;，隨著材料密度提高，射流對主裝甲的侵徹深度增大，PTFE-1、PTFE-2和PTFE-3分別比PTFE的侵徹深度提高了28.3％、45.7％和74.0％;綜合對比，三種改性PTFE材料均能實現對帶殼裝藥的穿而不爆，在此前提下應選取PTFE-3材料作為串