卵形头弹体撞击活性粉末混凝土失效特性实验研究

发布时间：2020-08-13 09:33

【摘要】：混凝土作为一种特殊的复合材料,由于具有良好的易成形性、抗水耐火性、耐久性、高强度等多种优点,在军事领域的防御工事和机场跑道有着极其重要的应用,在战争中,往往会成为战斗空袭的直接打击目标,所以研究混凝土结构的撞击失效特性具有重要的工程应用价值和军事战略价值。本文以38CrMnSi卵形头、高低两种强度的弹体和钢纤维增强活性粉末混凝土(RPC)靶作为主要研究对象,利用二级轻气炮装置进行弹靶撞击实验,研究分析不同撞击工况下弹靶撞击侵彻响应特性,其主要内容和结论如下:(1)根据实验后的靶体和回收的弹体,观察分析三个不同工况下弹体的损伤和靶体的破坏特征。弹体侵彻过程包括撞击靶体表面形成的锥形弹坑阶段和随后的隧道稳定阶段,同时靶体表面产生向外扩展呈放射状的裂纹。对于高强度弹体撞击的工况,弹体只发生了少量的质量损失,低强度弹体不仅发生了质量侵蚀,而且在较高速撞击条件下发生了头部变形甚至镦粗。(2)根据实验得到的数据,分析了初始撞击速度对弹体质量损失、侵彻深度和平均成坑直径的影响。发现对于高强度弹体撞击工况,质量损失和侵彻深度随着速度的增大而逐步增大,在低强度弹体撞击工况下两者则呈现出相似的抛物线变化规律。初始撞击速度对于平均成坑直径的影响不明显。(3)弹体和靶体材料间的摩擦作用是导致弹体发生质量损失的主要原因。对于低强度短杆弹撞击工况,存在某一临界速度使弹体进入介于刚性侵彻机制和半流体侵彻机之间的过渡侵彻机制,以侵彻深度的突然下降为主要标志,宏观体现为弹体头部的变形。(4)适当增大长径比值并且保证弹体较高的直径是提高弹体打击性能的有效途径。钢纤维可以有效增强混凝土结构的抗冲击侵彻性能,相比素混凝土,RPC撞击工况的侵彻深度和平均成坑直径分别下降了约27%和32%,可见,RPC是一种抗侵彻性能优良的材料。(5)F模型对RPC靶体撞击侵彻深度的预测适用性较差,H模型对于弹体处于刚性侵彻机制时侵彻深度的预测具有良好的适用性。当弹体处于过渡机制或半流体侵彻机制时,两种模型曲线均不能反映出实际侵彻深度随撞击速度的变化趋势。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ410;TU37;E95
【图文】：

其中 SiO2含量大于 99.6%。砂，180μm~360μm 和 360μm~表 2. 5 石英砂物理化学指标 粒度/（μm） 600~360 360~180 平均长度 lf为 12 mm，平均直示。

块尺寸为100 1 00 1 00mm3的实验块，用于准静态抗压实验，试件都经28天养护，无约束抗压强度为134.6 MPa，平均密度为用材料为 38CrMnSi 的卵形头弹体，头部曲率半径与弹体直径er-radius-head）为 3，弹身长度 L=17.86mm，头部长度 l=18.14.7mm，长径比（弹体总长度与直径之比）为 2.8，弹体材料选取状态，对应屈服强度分别为 550 MPa 和 1615 MPa，此为卵形头何结构如图 2- 2 所示。另外选取了材料同样是 38CrMnSi、曲形长杆弹进行了另一工况的弹靶撞击实验，其材料屈服强度为=32.68mm，头部长度 l=7.22mm，弹体直径Φ=2a=6mm，长径比

体实物图 (b) 弹体几图 2- 3 卵形长杆弹置尔滨工业大学高速撞击研究中心的二级轻案图 2- 5 所示，主要包括：高压气室、5射管、靶舱、测试舱、激光测速系统和高氮气压力、泵管的氢气压力和发射管前膜部垂直于弹体运动方向安放高速摄像机（度、着靶姿态、碎片云团形貌及其演化规为了顺利回收弹体，靶体周围用沙袋围挡

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本文编号：2791824