为了保证燃油箱在战场上能够满足特种车辆的功能需求,避免因为各种威胁对油箱造成损伤,导致油箱燃料泄漏无法正常完成工作,甚至发生燃烧爆炸带来二次损伤,提高特种车辆油箱的防护性能是亟待解决的问题。基于此,本文提出通过聚脲涂覆钢板的复合结构设计了安全油箱防护结构的方案,然后通过理论分析,数值仿真模拟和试验验证各种技术,对安全油箱防护结构的自密封性能和抗冲击性能进行研究,证明了安全油箱防护结构确实能有效提高油箱的防护性能。主要方法如下:首先根据特种车辆油箱面临的威胁,分析防护要求,提出通过聚脲涂覆钢板设计不同的安全油箱防护结构方案,并从理论分析角度说明该结构的自密封机制和抗冲击特性,同时对聚脲材料进行静态拉伸试验,得到该材料的力学性能,为后续的仿真研究提供参数和理论基础。然后通过数值仿真技术对普通油箱和安全油箱分别进行侵彻冲击和爆炸冲击仿真研究,一方面得到油箱在侵彻冲击下的动态响应过程与损伤模式,探究不同复合结构和不同弹头形状对聚脲层自密封性能的影响;另一方面得到油箱在爆炸环境下受到防护组件的冲击的动态响应和损伤模式,对比了油箱跌落和防护组件冲击下油箱的损伤形式的相似性,并通过油箱跌落探究了不同充液比对油箱受冲击损伤的影响,还探究并分析了不同复合结构对安全油箱抗冲击性能的影响,得到不同复合结构抗冲击性能的优劣。最后进行了油箱侵彻试验和油箱跌落试验,分析比较了油箱的弹孔损伤状况和油箱壁的变形情况,验证了仿真结果的准确性,证明了安全油箱复合结构能够有效提高油箱的自密封能力和抗冲击能力。