(a) (b)

图 2.1 对陶瓷块施加预应力方式

结合国内外研究发现，在实际应用中对陶瓷块施加图(b)方式的预应力有三大不可取之 处。首先，陶瓷块在受到大的预应力情况下抗侵彻性能才更好，图(b)方式难以施加较大的 预应力。其次，装置在对陶瓷块施加预应力的同时要保留陶瓷块有足够的被子弹打击面(防 护面)，而图(b)无法满足要求。研究还表明，此种装置很大概率会导致在实际防护时子弹先 打击到预应力加载装置，使装置失效，陶瓷块没有起到防护作用时预应力已经消失。因此， 本设计应采用图(a)中加载预应力方式。

采用热收缩或者机械加压均可以提高装甲陶瓷内部应力，但设计要求预应力大小稳定 可调。而在实际应用中难以通过控制温度来调节陶瓷内部应力的大小进行弹道实验，因此 本装置应该采用机械加压方式。一般情况下，机械加压的预紧力可以采用螺纹传动来传递， 本文设计六角螺栓来传递预紧力，使装置更简单，方便操作。通过螺纹传递预紧力给平板， 平板对陶瓷块侧平面施加压力，将比直接用螺纹施加应力形变和受到的内部应力更平均， 因此，在螺栓和陶瓷块中间应该加一块压缩板。在施加预紧力时，陶瓷周向都应该有约束， 设计中可以用一个框架限制陶瓷块位移。装置结构完成初步设计。来`自^优尔论*文-网www.youerw.com

然而，陶瓷块想要四个面都受到约束力，每个面都需要一块压缩板和一个拧紧螺栓， 装置结构和操作都十分繁琐。巧妙地将陶瓷块旋转 45 度，用四个三角块约束，一个压缩板

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就可以对两个三角滑块施加压力。也就是说，改进后的装置只需要一个拧紧螺栓就可以对 两个相邻的边施加压力，四个面都受到完全的约束。装置结构如下图 2.2 所示：

滑块图 2.2 陶瓷装甲预应力加载装置结构示意图

设计过程中改进，在滑块和一块较细的定位板打三个孔，安装上定位销，定位板长度 要延伸到陶瓷块上从而限制陶瓷块的前后位移。

3 加载装置强度分析

3.1 理论预紧力计算

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陶瓷块上方两个面分别受到两个滑块的压力，要求使陶瓷内应力能够达到 120MPa，仿 真得 100mm×100mm×20mm 的陶瓷块受压力：