1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1文献查阅报告

【1】赵骞.al-ti-b4c 体系仿生层状抗冲击材料设计与制备研究 吉林大学 2016

本文根据传统陶瓷复合材料的特点，提出在保留传统陶瓷复合材料轻质、高强、耐磨性质的同时提高陶瓷颗粒增强铝基体复合材料的强度、刚度、韧性，制备兼具轻质、高强、止裂、抗冲击的陶瓷/al 复合材料。作者从自然界的生物结构特点得到启发，发现如贝壳，骨骼都具有轻质、高强、抗冲击功能特性，为工程材料性能提升提供了重要的借鉴。本论文以白蚬子壳为仿生模本，基于白蚬子壳轻质、高强、抗冲击功能特性与原理，以 al-ti-b4c 体系为原材料，采用燃烧合成与热压烧结相结合的制备方法，设计并制备一种仿生层状抗冲击材料，使其兼具轻质、高强、抗冲击功能，为工程中广泛应用的陶瓷/al 复合材料的强度与韧性共同提升提供一种新思路、新途径和新方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

贝壳式仿生陶瓷复合材料具有许多传统陶瓷复合材料不具备的优良特性，传统的陶瓷复合材料在提高比强度和比模量的同时，降低了材料的塑性与韧性，导致抗冲击能力下降，易脆性断裂，这成为材料结构件服役期间主要失效模式之一，大大限制了其在高冲击力、高应力、高压缩力等环境下的应用。而仿生陶瓷复合材料由于结构的特殊设计，弱界面的引入等，在提高陶瓷颗粒增强铝基体复合材料的强度、刚度、韧性的同时，兼具轻质、高强、止裂、抗冲击性能。本课题拟采用有限元分析的方法，围绕贝壳式仿生陶瓷复合材料，开展两个主要工作：(1) 采用有限元软件，模拟高速破甲弹冲击装甲，通过对模拟的装甲被冲击后的破坏情况以及弹体损伤情况的研究，进行仿生陶瓷复合材料的抗弹机理和性能研究，通过研究明确仿生陶瓷复合材料的抗弹机理；(2)研究仿生陶瓷复合材料结构设计参数、基本材料性能以及界面等对其抗弹性能的影响。通过改变模拟装甲的尺寸，材料以及结构组成，找到在同种破甲弹的冲击下，抗冲击性能最好的结构设计，及其抗弹性能。并对其作出力学解释。

2.2.2完成的主要任务及要求：

3. 研究计划与安排

2、 第4-6周：学习lsdyna有限元分析软件；

3、 第7-9周：建立贝壳式仿生陶瓷复合材料有限元分析模型；

4、 第10-12周：开展仿生陶瓷复合材料抗弹和结构性能关系研究；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 赵骞, al-ti-b4c体系仿生层状抗冲击材料设计与制备研究(m), 吉林大学，2016， 硕士学位论文

[2baohua,ji,huajiangao, mechanical properties of nanostructure of biological materials, journal ofthe mechanics and physics of solids, vols.52(9), 2004, pp1963-1990

[3]ben achrai, h. daniel wagner, the turtle carapace as an optimized multi-scalebiological composite armor – a review, journal of the mechanical behavior ofbiomedical materials, vols. 73, 2017, pp50-67