效应靶在爆炸冲击波毁伤评估中的应用研究
发布时间：2020-07-19 09:04
【摘要】：目前常用的几种冲击波毁伤评价方法各有其优缺点,而效应靶评估方法具有工作可靠、使用方便、成本低廉等突出优点。因此,为对不同爆炸实验中效应靶在冲击波毁伤评估中的应用进行研究,探讨效应靶评估方法,论文主要做了以下工作：1)基于弹塑性变形理论,分析效应靶在爆炸冲击波压力下塑性变形机理,即工作原理。初步设计了用于不同实验环境的两种效应靶及其安装结构。以φ300×1.8mmm效应靶为例,探讨了效应靶动态特性的分析方法。2)应用有限元动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了炸药、空气、效应靶模型,并进行了数值模拟分析,并利用爆炸塔进行了小当量TNT爆炸实验,验证了该模拟仿真结果的正确性。3)通过实验,研究了(φ)390×2mm效应靶在0.4kg、0.7kg、1.0kg TNT不同炸距处的变形规律。采用量纲分析及相似理论建立了效应靶挠度的变化模型,并对该模型进行了可靠性分析。4)对φ300×1.8mmm效应靶在大型战斗部爆炸场实验中的变形响应进行了研究,建立冲击波压力与效应靶挠度的对应关系。依据等效载荷原理将冲击波载荷简化,进行加载仿真,并与实验结果对比,验证了加载仿真的可靠性。5)以效应靶挠度为毁伤参照标准,通过加载仿真定量探讨了冲击波等毁伤曲线理论,验证了等毁伤曲线函数公式。在此基础上,定量分析了冲击波毁伤准则适用范围,为更多学者判断结构在冲击波作用下适用何种毁伤准则提供依据。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410
【图文】：
逦效应祀在爆炸冲击波毁伤评估中的应用研究逡逑的三角载荷，效应}\0中心单元位移时程曲线如图２．５所示。逡逑４－５厂邋＾逦逡逑Ｉ逦１．４ＭＰａ逡逑：逡逑Ｉ邋３—邋Ｌ逦逦ａＺＭＰａ逡逑ｒ：邋ｆ逡逑。１５－邋ＩＩ卜逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦Ｏ．ｇＭＰａ逡逑Ｏ＊！逦Ｉ逦１逦Ｉ逦１逦Ｉ逦１逦逡逑０逦２逦４逦６逦８逦１０逦１２逡逑ｔ／ｍｓ逡逑图２．５效应ＩＥ在不同载荷作用下中心单元位移时程曲线逡逑由图２．５看出，效应ＩＥ在０．２ＭＰａ？１．４ＭＰａ载荷作用下变形烧度在１．４ｃｍ￣４．５ｃｍ之间，逡逑响应良好，因此，初步选择材料为２Ａ１２培合金的①３００ｘ１．８／ｗｎ效应祀在实际毁伤工况逡逑爆炸场中应用，最终效应靴的响应还需要在实际实验中得到检验。同理，针对爆炸塔中逡逑小当量实验，效应{某叽缪≡瘼伲常梗埃荆迹玻鳎罚浚咛逑煊诘谌率的Ｄ庵蟹治觯诒义险ㄋ笛橹械玫郊煅椤ｅ义希玻玻残в\0安装结构设计逡逑效应祀的安装结构需满足几个条件：１）能够将效应}\0边界固定。当效应}\0受到冲击逡逑波作用时，若边界约束不够，效应祀边界部分将在冲击波作用下向中心移动，其变形必逡逑然难以反映冲击波毁伤效能。２）安装结构便于携带。大型爆炸实验一般是在偏僻野外进逡逑行，每次实验都需要布置多个效应}\0，如结构太大或笨重，则携带不便。３）安装结构结逡逑实可靠
效应{某叽缪≡瘼伲常梗埃荆迹玻鳎罚浚咛逑煊诘谌率的Ｄ庵蟹治龅玫郊煅椤ｅ义习沧敖峁股杓棋义系陌沧敖峁剐杪慵父鎏跫海保┠芄唤в\0边界固定。当效应}\0受若边界约束不够，效应祀边界部分将在冲击波作用下向中心移动，其冲击波毁伤效能。２）安装结构便于携带。大型爆炸实验一般是在偏僻验都需要布置多个效应}\0，如结构太大或笨重，则携带不便。３）安装易固定。安装结构如果不结实，在冲击波作用下发生大变形，会影响效应}\0安装结构若不固定，在冲击波作用下一起运动，消耗冲击波能法反应冲击波毁伤效能。逡逑述要求，本文设计了如图２．６所示的效应{陌沧敖峁梗饕尚в搿⒌牡准芎脱菇舭寮傲蛹菟菽缸槌桑в\0通过连接件螺母和紧板和底架之间，中间为效应祀有效受载面积，爆炸冲击波载荷作用产生塑性变形，根据变形烧度评估炸药的毁伤威力。逡逑‘“‘
ｐｓ＾逡逑５逡逑图２．７效应祀前五阶振型逡逑自振频率及振型都是效应}\0结构的固有特性，从表２．２、图２．７可得知，当效应靴振逡逑动频率达到１８９．８９Ｈｚ时，其形变即为一阶振型，每阶自振频率对应相应阶次振型。当逡逑作用于效应祀的载荷主要频率成分与某阶自振频率接近时，效应祀最容c诜⑸嗨聘媒族义洗味杂φ裥偷谋湫巍ｅ义弦谰萸叭颂岢龅木楣剑郏福莘治龀寤鞑ɑ偕俗荚蛉缦拢荷栊в氲淖哉裰芷谖裕义希罚掊澹絅＝＿＿＼＿邋＝邋０．００５２６６５邋＝邋５．２６６＾５逦（２．１）逡逑／邋１８９．８９逡逑冲击波正压作用时间为ｔ，对于效应靴冲击波超压准则适用条件：逡逑／＞１０ｒ＞５２．６６ｗ５逦（２．２）逡逑对于效应祀冲击波冲量准则适用条件：逡逑ｔ＜Ｔ／４＜＼３＼６ｍｓ逦（２．３）逡逑对于效应祀冲击波超压——冲量准则适用条件：逡逑１．３１６７ｎ５邋＝邋ｒ／４＜ｒ＜１０ｒ邋＝邋５２．６６＾５逦（２．４）逡逑后文将对前人提出的冲击波毁伤准则适用条件进行验证及分析。逡逑２．４本章小结逡逑根据弹塑性变形理论，分析了效应勒在爆炸冲击波压力下塑性变形机理，即效应祀逡逑的工作原理。本章在考虑效应ＩＥ工作原理及设计要求的基础上，针对两种典型实验，爆逡逑炸塔小当量ＴＮＴ实验及大型战斗部爆炸场实验初步设计了两种型号效应}\0，分别为逡逑０３９０ｘ２；ｗｎ和ａ＞３００ｘｌ．８Ａｗｍ的２Ａ１２铅合金效应}\0
本文编号：2762210
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410
【图文】：
逦效应祀在爆炸冲击波毁伤评估中的应用研究逡逑的三角载荷，效应}\0中心单元位移时程曲线如图２．５所示。逡逑４－５厂邋＾逦逡逑Ｉ逦１．４ＭＰａ逡逑：逡逑Ｉ邋３—邋Ｌ逦逦ａＺＭＰａ逡逑ｒ：邋ｆ逡逑。１５－邋ＩＩ卜逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦Ｏ．ｇＭＰａ逡逑Ｏ＊！逦Ｉ逦１逦Ｉ逦１逦Ｉ逦１逦逡逑０逦２逦４逦６逦８逦１０逦１２逡逑ｔ／ｍｓ逡逑图２．５效应ＩＥ在不同载荷作用下中心单元位移时程曲线逡逑由图２．５看出，效应ＩＥ在０．２ＭＰａ？１．４ＭＰａ载荷作用下变形烧度在１．４ｃｍ￣４．５ｃｍ之间，逡逑响应良好，因此，初步选择材料为２Ａ１２培合金的①３００ｘ１．８／ｗｎ效应祀在实际毁伤工况逡逑爆炸场中应用，最终效应靴的响应还需要在实际实验中得到检验。同理，针对爆炸塔中逡逑小当量实验，效应{某叽缪≡瘼伲常梗埃荆迹玻鳎罚浚咛逑煊诘谌率的Ｄ庵蟹治觯诒义险ㄋ笛橹械玫郊煅椤ｅ义希玻玻残в\0安装结构设计逡逑效应祀的安装结构需满足几个条件：１）能够将效应}\0边界固定。当效应}\0受到冲击逡逑波作用时，若边界约束不够，效应祀边界部分将在冲击波作用下向中心移动，其变形必逡逑然难以反映冲击波毁伤效能。２）安装结构便于携带。大型爆炸实验一般是在偏僻野外进逡逑行，每次实验都需要布置多个效应}\0，如结构太大或笨重，则携带不便。３）安装结构结逡逑实可靠
效应{某叽缪≡瘼伲常梗埃荆迹玻鳎罚浚咛逑煊诘谌率的Ｄ庵蟹治龅玫郊煅椤ｅ义习沧敖峁股杓棋义系陌沧敖峁剐杪慵父鎏跫海保┠芄唤в\0边界固定。当效应}\0受若边界约束不够，效应祀边界部分将在冲击波作用下向中心移动，其冲击波毁伤效能。２）安装结构便于携带。大型爆炸实验一般是在偏僻验都需要布置多个效应}\0，如结构太大或笨重，则携带不便。３）安装易固定。安装结构如果不结实，在冲击波作用下发生大变形，会影响效应}\0安装结构若不固定，在冲击波作用下一起运动，消耗冲击波能法反应冲击波毁伤效能。逡逑述要求，本文设计了如图２．６所示的效应{陌沧敖峁梗饕尚в搿⒌牡准芎脱菇舭寮傲蛹菟菽缸槌桑в\0通过连接件螺母和紧板和底架之间，中间为效应祀有效受载面积，爆炸冲击波载荷作用产生塑性变形，根据变形烧度评估炸药的毁伤威力。逡逑‘“‘
ｐｓ＾逡逑５逡逑图２．７效应祀前五阶振型逡逑自振频率及振型都是效应}\0结构的固有特性，从表２．２、图２．７可得知，当效应靴振逡逑动频率达到１８９．８９Ｈｚ时，其形变即为一阶振型，每阶自振频率对应相应阶次振型。当逡逑作用于效应祀的载荷主要频率成分与某阶自振频率接近时，效应祀最容c诜⑸嗨聘媒族义洗味杂φ裥偷谋湫巍ｅ义弦谰萸叭颂岢龅木楣剑郏福莘治龀寤鞑ɑ偕俗荚蛉缦拢荷栊в氲淖哉裰芷谖裕义希罚掊澹絅＝＿＿＼＿邋＝邋０．００５２６６５邋＝邋５．２６６＾５逦（２．１）逡逑／邋１８９．８９逡逑冲击波正压作用时间为ｔ，对于效应靴冲击波超压准则适用条件：逡逑／＞１０ｒ＞５２．６６ｗ５逦（２．２）逡逑对于效应祀冲击波冲量准则适用条件：逡逑ｔ＜Ｔ／４＜＼３＼６ｍｓ逦（２．３）逡逑对于效应祀冲击波超压——冲量准则适用条件：逡逑１．３１６７ｎ５邋＝邋ｒ／４＜ｒ＜１０ｒ邋＝邋５２．６６＾５逦（２．４）逡逑后文将对前人提出的冲击波毁伤准则适用条件进行验证及分析。逡逑２．４本章小结逡逑根据弹塑性变形理论，分析了效应勒在爆炸冲击波压力下塑性变形机理，即效应祀逡逑的工作原理。本章在考虑效应ＩＥ工作原理及设计要求的基础上，针对两种典型实验，爆逡逑炸塔小当量ＴＮＴ实验及大型战斗部爆炸场实验初步设计了两种型号效应}\0，分别为逡逑０３９０ｘ２；ｗｎ和ａ＞３００ｘｌ．８Ａｗｍ的２Ａ１２铅合金效应}\0
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 侯满义;范惠林;;爆炸波对靶板冲击损伤的动力有限元模拟[J];弹箭与制导学报;2009年05期
2 陈峗;冯顺山;王芳;胡松涛;;爆炸冲击波作用下的金属板损伤P-I图仿真[J];科技导报;2010年18期
3 张世臣;米双山;;爆炸冲击波损伤靶板问题中的流固耦合算法[J];科学技术与工程;2008年07期
相关硕士学位论文 前3条
1 张衍芳;冲击波信号处理方法的研究[D];中北大学;2011年
2 原玢;冲击波超压测试系统的动态不确定度研究[D];中北大学;2012年
3 胡皓南;冲击波超压智能测试系统的研究[D];中北大学;2013年
本文编号：2762210
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