多变量条件下典型结构侵彻毁伤效应数值仿真

作     者：刘骥鲁 

作者单位：北京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：荣吉利

授予年度：2016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：侵彻 Q235钢 Al 5A06铝合金 防弹玻璃 AUTODYN 

摘      要：侵彻是指弹头钻入或者穿透物体,能否穿透物体取决于弹头的形状、速度、侵入角度以及物体的性质和厚度。研究相同形状的子弹头在不同速度不同侵入角度侵彻不同厚度的不同物体,将会对研究装甲车的防护性能起到指导性的作用。随着计算机技术的快速发展和侵彻数值理论的日趋成熟,采用有限元方法对相同形状子弹头以不同速度、不同角度侵彻不同材料、不同厚度靶板进行数值计算已成为目前研究侵彻的重要手段。本文以AYTODYN有限元软件为主,以ANSYS建模软件为辅。利用ANSYS建立模型,划分网格,生成K文件,然后通过AUTODYN读取K文件,并对模型中的各材料赋予不同的材料属性以及初始条件、边界条件。仿真后,在AUTODYN中看到侵彻毁伤结果以及得到各材料速度、内能等数据,利用数据进行画图分析比较。文章主要内容包括:(1)根据要求,建立卵形子弹头模型以及不同厚度的Q235钢和Al 5A06铝合金靶板模型;对卵形子弹头赋予不同侵入速度,然后在不同侵入角度下进行有限元数值模拟;最后对仿真计算结果进行分析,得到卵形子弹头剩余速度跟侵入速度、侵入角度以及靶板厚度之间的函数表达式,对今后实际工程具有一定参考价值。(2)利用AUTODYN有限元软件对要求的30mm厚度防弹玻璃进行了防弹性能的仿真模拟验证。建立了多层30mm厚度防弹玻璃的有限元模型;然后对单发卵形子弹头以不同侵入速度与不同侵入角度进行了仿真模拟;对三发卵形子弹头以相同速度相同角度(90度)先后侵入防弹玻璃进行了仿真模拟并与已有的防弹玻璃毁伤实验进行比对,最后对相关数据进行分析比对得到相关结论。