UHMWPE背板厚度对铝复合板抗侵彻增强效应分析

为研究超高分子聚乙烯（ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE）背板厚度对铝复合板抗钨球侵彻效果的影响，利用数字图像相关方法（digital image correlation method, DIC）与X射线电子计算机断层扫描（computed tomography, CT）得到UHMWPE受到冲击后的动态响应及局部破坏。建立钨球以不同速度侵彻Al/UHMWPE复合板的有限元模型，研究不同冲击速度下UHMWPE背板厚度对复合靶板吸能性能的影响，所用背板厚度为1.6～20 mm。结果表明：铝板在冲击作用下发生绝热剪切破坏，正交铺设纤维层产生纤维凸起和分叉应变带。随着背板厚度增大，纤维层由剪切破坏向拉伸破坏过度，纤维层应变带由十字形转变为X形。UHMWPE板厚度的增大有效地阻碍了铝块塞体运动，从而增加了破片侵彻铝板的时间与动能消耗。UHMWPE背板厚度对吸能性能影响呈先快速上升至阈值，后缓慢下降的趋势，说明PE板到达一定厚度后，通过增加厚度的方法来提升其吸能性能的作用有限。