双层铝合金板的抗冲击特性研究
发布时间：2022-10-20 09:05
民航飞机在运营过程中,经常会受到外来物撞击的威胁,因此研究飞机防护结构的抗冲击性能具有实际的工程应用价值。防护结构的重量往往是设计过程中最被重视的因素之一,因此高强度的铝合金在飞机强度结构上被大量使用。现有飞机上使用的防护结构主要是单层结构,而这种结构存在着多种缺陷,作为单层结构的潜在优化方式,双层甚至多层防护结构受到更多的关注。本文以2A12-T4铝合金薄板为研究对象,研究撞击物的入射角度、靶板的分层和板间间隙对防护结构的抗冲击特性的影响规律和转化机理。首先,利用一级轻气炮系统进行弹靶撞击实验,使用平头弹撞击三种等厚的2A12-T4铝合金靶板（单层、接触式双层、间隙式双层）。通过高速摄像机记录撞击过程和弹体撞击前后的速度变化,并通过计算模型计算其弹道极限速度。通过对实验结果进行分析,发现单层铝合金板的抗冲击性能高于接触式双层铝合金板,且间隙式双层靶板的抗冲击性能受到弹体的运动姿态与塞块干涉作用的影响呈现高中低三种情况。其次,选择J-C本构模型和失效准则,通过ABAQUS/Explicit有限元软件对实验工况建立弹靶撞击模型,将仿真结果与实验结果进行比较,验证仿真的有效性。在此基础上,...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义及背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 双层铝合金靶板的正撞击实验研究
2.1 实验设置
2.1.1 实验设备
2.1.2 弹体
2.1.3 靶板
2.2 实验结果与分析
2.2.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
2.2.2 弹靶撞击过程与靶板的失效模式分析
2.2.3 间隙式双层铝合数据离散性分析
2.3 本章小结
第三章 双层铝合金靶板的正撞击仿真研究
3.1 仿真模型的有效性验证
3.1.1 仿真模型的材料参数设置
3.1.2 仿真模型的建立
3.1.3 仿真模型的有效性验证结果
3.2 正撞击下小间隙式双层铝合金靶板抗冲击性能数值仿真研究
3.2.1 小间隙式双层靶板弹道极限速度与能量变化
3.2.2 小间隙式双层靶板失效模式与变形量分析
3.3 正撞击下塞块干涉现象数值仿真研究
3.3.1 干涉面积对薄靶抗侵彻性能的影响
3.3.2 干涉面积对中厚靶抗侵彻性能的影响
3.3.3 塞块着靶姿态对薄靶抗侵彻性能的影响
3.4 本章小结
第四章 双层铝合金靶板的斜撞击仿真研究
4.1 单层靶板的斜撞击数值仿真研究
4.1.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.1.2 靶板撞击失效过程分析
4.1.3 靶板失效损伤机理分析
4.2 接触式双层靶板的斜撞击数值仿真研究
4.2.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.2.2 靶板的撞击失效过程分析
4.2.3 靶板失效损伤机理分析
4.3 间隙式双层靶板的斜撞击研究
4.3.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.3.2 靶板的撞击失效过程分析
4.3.3 靶板失效损伤机理分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文主要完成的工作
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹体斜撞击单层金属薄靶的数值仿真[J]. 郭子涛,郭钊,张伟. 高压物理学报. 2018(04)
[2]平头弹撞击角度对2A12-T4铝合金板失效特性影响的数值模拟[J]. 胡静,邓云飞,崔亚男,张银波. 中国机械工程. 2018(09)
[3]半球形头弹不同角度冲击下编织复合材料板的侵彻特性[J]. 邓云飞,袁家俊,徐建新. 复合材料学报. 2018(04)
[4]装甲防护材料抗侵彻性能研究现状[J]. 赵旭东,高兴勇,刘国庆. 包装工程. 2017(11)
[5]航空铝合金板抗鸟撞击性能的数值模拟研究[J]. 贾宝惠,李剑峰,张峰,邓云飞. 科学技术与工程. 2015(31)
[6]Whipple防护屏超高速碰撞碎片云动量分布研究[J]. 王惠,王昭,张德志,陈博,李捷,唐仕英. 兵工学报. 2014(S2)
[7]分层数对Q235钢薄板抗侵彻性能的影响[J]. 邓云飞,张伟,曹宗胜,宋健,王清林. 高压物理学报. 2013(04)
[8]叠层顺序对双层A3钢薄板抗侵彻性能的影响[J]. 邓云飞,张伟,曹宗胜,叶楠,王洋. 爆炸与冲击. 2013(03)
[9]2A12铝合金本构关系和失效模型[J]. 张伟,魏刚,肖新科. 兵工学报. 2013(03)
[10]双层A3钢靶对平头杆弹的抗侵彻性能研究[J]. 张伟,肖新科,郭子涛,慕忠成,魏刚. 高压物理学报. 2012(02)
硕士论文
[1]铝合金靶体在偏航斜撞击下的抗侵彻特性研究[D]. 李剑峰.中国民航大学 2017
[2]间隙式双层靶对平头弹抗侵彻性能研究[D]. 刘兵.西南科技大学 2015
[3]铝合金板抗杆弹撞击性能研究[D]. 魏刚.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3694181
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义及背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 双层铝合金靶板的正撞击实验研究
2.1 实验设置
2.1.1 实验设备
2.1.2 弹体
2.1.3 靶板
2.2 实验结果与分析
2.2.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
2.2.2 弹靶撞击过程与靶板的失效模式分析
2.2.3 间隙式双层铝合数据离散性分析
2.3 本章小结
第三章 双层铝合金靶板的正撞击仿真研究
3.1 仿真模型的有效性验证
3.1.1 仿真模型的材料参数设置
3.1.2 仿真模型的建立
3.1.3 仿真模型的有效性验证结果
3.2 正撞击下小间隙式双层铝合金靶板抗冲击性能数值仿真研究
3.2.1 小间隙式双层靶板弹道极限速度与能量变化
3.2.2 小间隙式双层靶板失效模式与变形量分析
3.3 正撞击下塞块干涉现象数值仿真研究
3.3.1 干涉面积对薄靶抗侵彻性能的影响
3.3.2 干涉面积对中厚靶抗侵彻性能的影响
3.3.3 塞块着靶姿态对薄靶抗侵彻性能的影响
3.4 本章小结
第四章 双层铝合金靶板的斜撞击仿真研究
4.1 单层靶板的斜撞击数值仿真研究
4.1.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.1.2 靶板撞击失效过程分析
4.1.3 靶板失效损伤机理分析
4.2 接触式双层靶板的斜撞击数值仿真研究
4.2.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.2.2 靶板的撞击失效过程分析
4.2.3 靶板失效损伤机理分析
4.3 间隙式双层靶板的斜撞击研究
4.3.1 弹体的弹道极限与能量变化分析
4.3.2 靶板的撞击失效过程分析
4.3.3 靶板失效损伤机理分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文主要完成的工作
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹体斜撞击单层金属薄靶的数值仿真[J]. 郭子涛,郭钊,张伟. 高压物理学报. 2018(04)
[2]平头弹撞击角度对2A12-T4铝合金板失效特性影响的数值模拟[J]. 胡静,邓云飞,崔亚男,张银波. 中国机械工程. 2018(09)
[3]半球形头弹不同角度冲击下编织复合材料板的侵彻特性[J]. 邓云飞,袁家俊,徐建新. 复合材料学报. 2018(04)
[4]装甲防护材料抗侵彻性能研究现状[J]. 赵旭东,高兴勇,刘国庆. 包装工程. 2017(11)
[5]航空铝合金板抗鸟撞击性能的数值模拟研究[J]. 贾宝惠,李剑峰,张峰,邓云飞. 科学技术与工程. 2015(31)
[6]Whipple防护屏超高速碰撞碎片云动量分布研究[J]. 王惠,王昭,张德志,陈博,李捷,唐仕英. 兵工学报. 2014(S2)
[7]分层数对Q235钢薄板抗侵彻性能的影响[J]. 邓云飞,张伟,曹宗胜,宋健,王清林. 高压物理学报. 2013(04)
[8]叠层顺序对双层A3钢薄板抗侵彻性能的影响[J]. 邓云飞,张伟,曹宗胜,叶楠,王洋. 爆炸与冲击. 2013(03)
[9]2A12铝合金本构关系和失效模型[J]. 张伟,魏刚,肖新科. 兵工学报. 2013(03)
[10]双层A3钢靶对平头杆弹的抗侵彻性能研究[J]. 张伟,肖新科,郭子涛,慕忠成,魏刚. 高压物理学报. 2012(02)
硕士论文
[1]铝合金靶体在偏航斜撞击下的抗侵彻特性研究[D]. 李剑峰.中国民航大学 2017
[2]间隙式双层靶对平头弹抗侵彻性能研究[D]. 刘兵.西南科技大学 2015
[3]铝合金板抗杆弹撞击性能研究[D]. 魏刚.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3694181
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