效应靶在爆炸冲击波毁伤评估中的应用研究

作     者：傅辉刚 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孔德仁

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：冲击波压力 毁伤评估 效应靶 数值模拟 量纲分析 毁伤准则 

摘      要：目前常用的几种冲击波毁伤评价方法各有其优缺点,而效应靶评估方法具有工作可靠、使用方便、成本低廉等突出优点。因此,为对不同爆炸实验中效应靶在冲击波毁伤评估中的应用进行研究,探讨效应靶评估方法,论文主要做了以下工作：1)基于弹塑性变形理论,分析效应靶在爆炸冲击波压力下塑性变形机理,即工作原理。初步设计了用于不同实验环境的两种效应靶及其安装结构。以φ300×1.8mmm效应靶为例,探讨了效应靶动态特性的分析方法。2)应用有限元动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了炸药、空气、效应靶模型,并进行了数值模拟分析,并利用爆炸塔进行了小当量TNT爆炸实验,验证了该模拟仿真结果的正确性。3)通过实验,研究了(φ)390×2mm效应靶在0.4kg、0.7kg、1.0kg TNT不同炸距处的变形规律。采用量纲分析及相似理论建立了效应靶挠度的变化模型,并对该模型进行了可靠性分析。4)对φ300×1.8mmm效应靶在大型战斗部爆炸场实验中的变形响应进行了研究,建立冲击波压力与效应靶挠度的对应关系。依据等效载荷原理将冲击波载荷简化,进行加载仿真,并与实验结果对比,验证了加载仿真的可靠性。5)以效应靶挠度为毁伤参照标准,通过加载仿真定量探讨了冲击波等毁伤曲线理论,验证了等毁伤曲线函数公式。在此基础上,定量分析了冲击波毁伤准则适用范围,为更多学者判断结构在冲击波作用下适用何种毁伤准则提供依据。