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满足防护性能要求的轻量化装甲设计对新一代装甲武器平台的机动性有至关重要的意义。本文应用经验公式、实验验证及数值模拟三种方法，为某装甲车身设计了基本均质钢装甲系统，并以轻量化设计为目标，设计了均质铝合金为主体、陶瓷/铝为附加装甲的实用轻质装甲防护系统。首先，应用德马尔经验公式对某车装甲板厚度进行设计，确定了均质钢装甲厚度与角度的匹配关系；同时，用实验验证了该结果，确认了该公式所计算的垂直侵彻情况下的防护距离，以及均质钢装甲倾角效应特性。分析结果和实验相比，在靶板较厚时精度较高。其次，应用结构有限元分析方法，得到均质钢装甲的车体刚度和强度特性；并按照材料轻量化方法，以防护能力相同为首要约束条件设计轻质装甲系统，并对车体重量、结构分析结果、加工工艺、价格以及连接方式综合分析，确认最优为均质铝装甲+陶瓷/铝复合装甲（车体顶部等弯曲刚度设计）；再次，选用Johnson-Cook 材料模型，建立子弹垂直侵彻均质钢靶板的数值模型并进行计算，对弹靶作用过程、应力波传播状态及各时程曲线进行分析，按照剩余速度公式，将三种设计方法的结果进行对比，确认误差范围以及适用状况；最后，初步探索了子弹垂直侵彻陶瓷/铝复合装甲的数值模拟过程，提取能量变化作为初始防护性的评定指标，根据对应关系，转化成防护系数的比值，直接验证了仿真结果的精度。利用本文的系统方法所设计的装甲防护系统已经成功用于某车型的研制，拥有了难得的工程应用经验；本文对装甲板抗弹机理进行了分析，各种方法的设计结论有一定的一致性，在互相论证的基础上，说明三种设计方法合理有效。本文的研究内容对轻型装甲车的开发有借鉴意义，对新材料在军用车辆上的应用有指导意义。