[发明专利]复合靶板结构

说明书

本发明提供一种复合靶板结构，其特征在于，包括第一面板层、第二面板层以及夹置在第一面板层和第二面板层之间的自锁层，所述自锁层包括多个两两之间贴合连接形成自锁结构的自锁单元块，所述自锁单元块的侧面与其上表面或下表面之间具有一定角度的自锁角。本发明以自锁单元块为拓扑基础单元，对自锁单元块进行组装自下而上形成自锁结构陶瓷板，自锁单元块之间主要由挤压力与摩擦力承担，达到提高陶瓷板整体韧性的效果，再通过合适的结构参数调整使得靶板整体上同时拥有高强度与高韧性的特性。

技术领域

本发明属于力学与拓扑优化的技术领域，具体涉及一种复合靶板结构。

背景技术

在现代高科技战争中，装甲材料需要具有高抗侵彻和抗冲击能力，而在设计中还应考虑到材料的质量与成本等因素，所以装甲防护结构要能够尽可能满足高硬度、高强度、高韧性、低成本和低密度等条件。陶瓷本身是采用纯度极高的天然无机物和人工有机物提炼而成，因而陶瓷材料具有比金属材料、高分子材料更为优良的性能。世界上许多先进坦克在采用高性能陶瓷材料后，其防护能力得到了明显的提升，其在当今装甲系统内的运用已成为主要趋势。但陶瓷的主要缺点是脆性，其破坏特征一般呈崩溃式的形式，在静态或准静态下与高应变率下的破坏形式也显著不同。因此，如何提高陶瓷材料抵抗拉伸应力造成破坏的性能且利用其制作出优异的力学性能的复合靶板是目前研究的热点。

在拓扑自锁结构优化的方面，有许多文献中对其单独进行了力学性能的实验与模拟研究，如抗破坏性、断裂韧性、屈服强度和热稳定性等，也对其结构类型及尺寸有一定程度的探讨，但都局限于单层自锁结构的中低速冲击部分，而对于在高速弹体冲击下的拓扑自锁结构行为还有待研究。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种复合靶板结构，该复合靶板在高速弹体冲击下仍具有较优异的抗冲击性能，其改善了传统陶瓷块容易因拉伸应力造成破坏失效的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种复合靶板结构，包括第一面板层、第二面板层以及夹置在第一面板层和第二面板层之间的自锁层，所述自锁层包括多个两两之间贴合连接形成自锁结构的自锁单元块，所述自锁单元块的侧面与其上表面或下表面之间具有一定角度的自锁角。

进一步地，所述第一面板层和所述自锁单元块均由碳化硼陶瓷材料制成，所述第二面板层由具有缓冲与吸能功能的金属材料制成。

进一步地，自锁单元块之间的间隙中填充有粘结剂，所述第一面板层、所述自锁层以及所述第二面板层依次通过粘结剂粘结的方式连接固定。

进一步地，自锁单元块为六面体结构，该自锁单元块的上下表面均为矩形且两者形状尺寸相同，自锁单元块的上表面和下表面分别具有长边和短边，其中，上表面的长边与下表面的长边成90°，且上表面和下表面的中心在同一条直线上以使得整个六面体自锁单元块为轴对称结构，自锁单元块的上表面与下表面连接形成四个侧面，其中两个相对的侧面与上表面之间形成自锁角，另外两个相对的侧面与下表面之间形成自锁角。

进一步地，所述自锁角为12°～18°。

进一步地，六面体自锁单元块在厚度方向上的中心横切面即为中面，其为正四边形，该中面的边长在加工时限定在13mm～17mm之间。

进一步地，当自锁单元块为八面体时，该自锁单元块的上下表面均为具有对称性的六边形，该六边形具有长边与短边，其中上表面的长边与下表面对应的长边成180°，且自锁单元块的上表面和下表面的中心在同一条直线上以使得整个八面体自锁单元块为轴对称结构，自锁单元块的上表面与下表面连接形成六个侧面，其中三个侧面与上表面之间形成自锁角，另外三个侧面与下表面之间形成自锁角。

进一步地，所述自锁角为8°～12°。