检索结果-南通市图书馆

作者：李彦豪西安建筑科技大学

学位级别：硕士

从上世纪到现在,世界各国大量国防工事从地表转为地下,这类工事大多埋深极大或以天然山体作为防护,使用传统武器毁伤这类目标十分困难,因此超高速对地打击武器受到了武器设计部门的关注。超高速撞击武器的研究需要建立在超高速撞击试验... 详细信息

从上世纪到现在,世界各国大量国防工事从地表转为地下,这类工事大多埋深极大或以天然山体作为防护,使用传统武器毁伤这类目标十分困难,因此超高速对地打击武器受到了武器设计部门的关注。超高速撞击武器的研究需要建立在超高速撞击试验数据的基础上,但由于超高速撞击试验成本高、试验技术有限,在超高速撞击试验数据中,公开且系统的研究很少,目前研究对超高速撞击下的成坑特性及影响成坑的因素缺少规律性认识。因此,为了系统地研究弹体超高速撞击地介质靶问题,本文进行了如下几个方面的工作:(1)天然岩石具有非均匀性和非连续性的天然缺陷,为了确保超高速撞击试验可以形成可分析的成坑规律同时为之后的数值模拟提供可靠的参数支持,本文按照国家规范对试验所选用的花岗岩进行各项材性试验,其中包括声速试验、单轴抗压试验、劈裂试验、分离式霍普金森杆试验等,得到花岗岩的基本力学性能参数,试验结果表明试样均匀性、连续性满足试验要求;(2)系统性地以长径比为10的克级钨合金长杆弹为侵彻体,以花岗岩为目标靶体,开展了弹速1.61～3.88km/s超高速撞击试验,得到了成坑特性并和同条件下的混凝土靶形成对比。分析发现本文的弹靶组合和弹速范围内,靶体的成坑表现为“弹坑+弹洞”型,侵彻深度呈现出非线性增长趋势;本文的弹速范围和弹靶组合内,弹坑直径并不是随着侵彻速度提高而不断增加,而是先线性增加,然后到达了某个弹坑直径最大值的平台;和混凝土的成坑特性进行对比,发现同一型弹体在相近速度下对混凝土的毁伤高于花岗岩,即说明花岗岩具有比混凝土更强的防护性能。(3)使用非线性动力学分析软件Autodyn对钨合金长杆弹超高速撞击花岗岩试验进行数值模拟。通过JH-2损伤本构模型与拉伸断裂软化模型的相互耦合,以模拟花岗岩靶体内高应力区材料的剪切和压缩破坏效应和靶体内低应力区在主拉伸应力作用下产生的裂纹扩展和损伤。本文使用欧拉算法,通过定义损伤来描述由剪切和拉伸断裂形成的裂纹以及材料的压缩破坏。模拟得到的侵彻深度与试验结果符合较好并且得到了侵彻过程中的靶体损伤发展以及弹靶部分参数对侵彻深度的影响。

关键词：超高速撞击花岗岩靶长杆弹侵彻试验数值模拟成坑特性

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超高速钨合金长杆弹侵彻花岗岩靶的试验和数值模拟研究

超高速钨合金长杆弹侵彻花岗岩靶的试验和数值模拟研究

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作者：张伟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

超高速动能弹对地介质具有强大的毁伤能力,超高速侵彻已经成为当今军事领域备受关注的热点问题,相关研究具有重要的军事和民用价值。受制于试验设备和技术条件,侵彻研究大多集中于中、高速,公开发表的超高速侵彻文献较少。基于此,本文... 详细信息

超高速动能弹对地介质具有强大的毁伤能力,超高速侵彻已经成为当今军事领域备受关注的热点问题,相关研究具有重要的军事和民用价值。受制于试验设备和技术条件,侵彻研究大多集中于中、高速,公开发表的超高速侵彻文献较少。基于此,本文进行了钨合金长杆弹在超高速状态下(1.6～3.85 km/s)垂直正侵彻花岗岩靶试验,研究了侵彻深度、靶体成坑、靶体损伤与弹体速度之间的关系,并利用LS-DYNA有限元软件进行了数值模拟研究。主要内容和成果如下:1.根据国家规范要求制作了标准花岗岩试件,开展了花岗岩单轴抗压强度、单轴压缩、超声波等试验,获得了花岗岩的密度、单轴抗压强度、弹性模量、纵波波速等基本参数,为后续超高速侵彻试验设计和数值模拟提供了参考和依据。2.基于φ57 mm二级轻气炮进行了长径比为10:1的钨合金长杆弹超高速垂直侵彻花岗岩靶试验,研究了不同弹速下花岗岩侵彻深度、弹坑最大直径以及宏观损伤规律。试验表明,侵彻深度随着弹速呈现出“三段式”规律,在2.32 km/s时发生了侵彻逆减现象;花岗岩靶呈现出两种成坑模式,靶裂纹长度和数量均随弹速的增加而增加;花岗岩由于拉压强度不同导致靶面放射性裂纹和弹坑。3.应用LS-DYNA商用有限元软件,基于新型FEM-SPH自适应耦合算法进行数值模拟,研究了不同弹速侵彻下的损伤和应力波传播规律。结果表明弹速越大,动能下降越快,靶的质量损失率越高,弹体完全侵蚀时间越短;应力波为球形传播,应力波强度随侵彻时间增长而逐渐衰减,距靶顶的距离越大,应力波形越平缓、脉宽越大,且不同弹速下初始应力波强度呈现出指数增加规律。4.基于数值仿真方法研究了弹体长径比、密度、带攻角弹体以及靶边界条件、复合花岗岩靶对其侵彻过程的影响。研究发现增大弹体长径比会提高弹体侵彻能力,但降低了侵彻效率;弹体密度的增加提高了侵彻能力,弹体完全侵蚀时间变长,靶子质量损失更大;带攻角侵彻条件下靶体会产生“卧形弹坑”,随着攻角增大,侵彻深度减小,靶质量损失符合二次多项式函数递减规律,随着攻角增大,弹体动能下降更快,完全侵蚀时间变短;靶体损伤对边界条件比较敏感,反射边界会产生卸载效应,能减少较粗和较长裂纹的产生,底部为反射边界时最为明显;随着防护层的增大,花岗岩靶损伤面积减小,靶输入动能、侵彻深度和弹坑直径均减小。

关键词：超高速侵彻花岗岩靶钨合金长杆弹缩比试验数值模拟

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刚性弹体侵彻混凝土和花岗岩数值模拟研究

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湘潭大学学报（自然科学版） 2024年第4期46卷 28-39页

作者：刘兵郭瑞奇康雨嫣董杰湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105

为了研究混凝土靶板和花岗岩靶板的抗侵彻能力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对刚性弹体侵彻Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型混凝土靶板和花岗岩靶板的过程进行数值模拟,通过数值模拟结果与试验结果及理论公式计算结果的对比,验证... 详细信息

为了研究混凝土靶板和花岗岩靶板的抗侵彻能力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对刚性弹体侵彻Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型混凝土靶板和花岗岩靶板的过程进行数值模拟,通过数值模拟结果与试验结果及理论公式计算结果的对比,验证数值模拟结果的有效性.结果表明,在相同条件下,刚性弹体在花岗岩靶板中受到的阻力大于相应的混凝土靶板,而且在刚性弹体同样的初始侵彻速度下,弹体侵彻混凝土靶板后的残余速度明显高于弹体侵彻花岗岩靶板后的残余速度,混凝土靶板的侵彻深度也明显高于花岗岩靶板的侵彻深度.针对刚性弹体正侵彻两种靶板结果的分析表明,花岗岩靶板相比混凝土靶板在抗击弹体侵彻能力方面更显著,可为防护工程结构设计提供支撑和依据.

关键词：刚性弹体混凝土靶花岗岩靶 HJC模型残余速度侵彻深度防护工程

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