铝合金薄板结构对其抗侵彻特性影响的研究

发布时间：2017-09-09 03:47

  本文关键词：铝合金薄板结构对其抗侵彻特性影响的研究

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【摘要】：当前,外来物撞击影响民航安全的事件屡见报道,如何提高飞机的抗撞击性能是飞机设计和制造部门需要突破的课题。通过子弹撞击金属靶板的实验能够提供撞击理论的基础实验参数,得出失效机理,再与有限元数值仿真模拟分析相结合,仿真与实验对比分析研究,最后为设计和制造部门提供一定的参考。本文主要通过平头弹和卵形头弹撞击2A12-T4和7A04-T6两种铝合金单层及等厚度双层靶体实验,获取了弹体的初始和剩余速度数据,根据Recht和Ipson提出的拟合公式拟合出弹体的初始-剩余速度曲线、速度变化量曲线和动能变化量曲线,并且得出了相应的弹道极限。此外,回收实验后的靶体和弹体,综合分析靶体的失效机理,揭示了靶板的抗侵彻特性和失效模式,以及弹道极限。实验得出,无论平头弹还是卵形头弹贯穿靶体后,速度改变量随初始速度增加而减小,尤其在弹道极限附近最为明显。通过对比分析等厚度的单层、接触式双层及有间隙的双层靶体对平头弹与卵头弹的抗侵彻性能的影响,分析平头弹和卵形头弹撞击靶板的破坏形式和机理,以及相互间的区别和联系。实验得出,单层板的弹道极限高于双层板的弹道极限,接触式双层板的弹道极限高于间隙式双层板,此外,弹体初始速度增加,靶体结构对其抗侵彻性能的影响减小。最后,通过ABAQUS进行数值仿真模拟分析,模拟出与实验同等条件下的子弹撞击靶体过程,分析弹道极限及靶体失效机理,得出的结果与实验吻合良好,仿真结果可为防护结构设计提供依据。本文的研究成果可以为防护结构设计以及对单层和多层靶的抗侵彻特性,提供必要的实验和理论基础,具有一定的参考价值与指导意义。
【关键词】：撞击 靶体 弹体 失效机理 弹道极限 ABAQUS
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V215
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外对金属靶防护研究情况与结果分析11-15
• 1.2.1 实验研究11-13
• 1.2.2 数值模拟研究13-14
• 1.2.3 解析方法的研究14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第二章 单层铝合金靶体撞击实验16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 试验系统与方案16-19
• 2.2.1 轻气炮系统16-17
• 2.2.2 弹体材料与结构17-18
• 2.2.3 靶体材料与结构18-19
• 2.3 实验研究19-31
• 2.3.1 实验结果分析19-25
• 2.3.2 薄板的变形与失效分析25-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 双层铝合金靶体撞击实验32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 实验概况32-33
• 3.3 实验结果33-38
• 3.4 双层靶体抗侵彻特性的影响38-43
• 3.4.1 平头弹撞击靶板的失效分析38-41
• 3.4.2 卵形头弹撞击靶板的失效分析41-43
• 3.5 等厚度的双层板与单层板的对比分析43-46
• 3.5.1 平头弹撞击 2A12-T4靶板的对比分析43-44
• 3.5.2 卵形头弹撞击 2A12-T4靶板的对比分析44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 ABAQUS数值仿真模拟分析47-59
• 4.1 ABAQUS软件介绍47
• 4.2 弹靶材料参数47-50
• 4.2.1 铝合金靶体的本构关系和失效模型47-49
• 4.2.2 弹体材料参数49-50
• 4.3 ABAUQS仿真模型的建立与分析50-58
• 4.3.1 对单层铝合金靶体的仿真分析50-53
• 4.3.2 对双层铝合金靶体的仿真分析53-58
• 4.4 本章总结58-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 未来工作展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 作者简介66

【参考文献】

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