杆式射流对冻土介质作用的研究

发布时间：2020-08-17 10:18

【摘要】：本论文采用理论分析、数值模拟和试验相结合的方法研究了杆式射流对冻土介质的作用。为更好地研究侵彻性能，制备人工冻土，用MTS和SHPB方法对冻土进行了静态和动态力学试验研究，试验结果表明冻土材料在加载后破坏呈现出一种与轴向成一定角度的剪切破坏形态；冻土材料具有显著的应变率效应，相同温度下，随着应变率的增加，冻土材料的峰值应力增加；冻土材料具有显著的温度效应，相同应变率下，随着温度的降低，冻土材料的峰值应力增加，冻土材料的强度增加，由试验数据拟合得到了冻土的改进的Johnson-Cook模型本构参数。 其次对杆式射流对冻土介质的穿深和扩孔问题进行了研究，采用LS-DYNA软件数值模拟了球缺型药型罩形成杆式射流和侵彻的过程，研究了球缺型药型罩球缺角、等质量变壁厚罩罩壁厚变化、装药高度和炸高对聚能装药侵彻体成型性能和侵彻性能的影响。通过数值模拟研究得到装药口径120mm时，球缺角为130°、装药长径比为0.7、等质量变壁厚罩顶部壁厚为8.2mm时为最佳的聚能装药结构，形成的杆式射流在2倍炸高下侵彻冻土介质时能形成孔径为1.02倍装药口径（122.5mm）、深度为7.175倍装药口径（861mm）且上下孔径一致孔。 本文的研究成果对在冻土地区采取先穿孔后装填或随进炸药爆破的方法松动冻土或掀开冻土层再进行人工或工程机械开挖构筑工事作业和研究在冻土介质上的随进爆破串联战斗部的设计具有指导意义。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410
【图文】：

1.将土样破碎均匀，取有代表性试样 30g，放入称量器皿内，盖上盖，称其质量，精确至 0.01g；2.将盒置于高温箱内，打开盒盖，在 60℃的恒温下高温箱内烘至恒量，烘干时间不小于 12h；3.盖上盒盖，将称量盒从烘箱中取出，放入干燥容器内冷却至室温，称其质量，准确至 0.01g；4.计算试样的含水率，其计算公式如下：001 100%dmm 式中：0m 表示湿土质量（g）;dm 表示干土质量（g）。本试验对两个试样进行平行测定，取两个测量值的平均值，其差值：当含水率小于 40%时为 1%；当含水率不小于 40%时为 2%。试验测试图 2. 1 所示，经过测定，本试验土样的含水率为 10%。

图 2. 2 静态试验试验模具制作2.1.3.2 动态试验试样模具的制作本试验所用仍采用 50mm 的 PVC 管，加工成长度为 16、20 和 24mm 的三种尺寸。每种应变率下做 3 个试样，2 个备用，每种应变率下需制作 5 个试样，故需加工15 个模具。试样所用模具如图 2. 3 所示。

图 2. 2 静态试验试验模具制作2.1.3.2 动态试验试样模具的制作本试验所用仍采用 50mm 的 PVC 管，加工成长度为 16、20 和 24mm 的三种尺寸。每种应变率下做 3 个试样，2 个备用，每种应变率下需制作 5 个试样，故需加工15 个模具。试样所用模具如图 2. 3 所示。

【参考文献】

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1 常小晓,马巍,盛煜,吴紫汪;试验条件对冻土力学指标的影响[J];冰川冻土;1995年S1期

2 姜忠宇;孙建忠;汤精明;;往复荷载作用下冻土应力应变关系的研究[J];冰川冻土;2008年02期

3 吴晗玲;段卓平;汪永庆;;杆式射流形成的数值模拟研究[J];爆炸与冲击;2006年04期

4 张会锁;赵捍东;王芳;张树霞;;药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟[J];测井技术;2006年01期

5 段卓平;张震宇;;杆式射流形成的初步研究[J];弹箭与制导学报;2004年S8期

6 郑平泰;杨涛;寇保华;秦子增;;聚能射流侵彻混凝土靶板的工程计算方法研究[J];弹箭与制导学报;2007年02期

7 廖海平;黄正祥;张先锋;曾翠华;;亚半球罩聚能装药的杆式射流特性研究[J];弹箭与制导学报;2008年06期

8 郁锐;李福金;薛鑫莹;姜玮;;药型罩壁厚变化率对破甲威力影响的研究[J];弹箭与制导学报;2010年01期

9 刘向东;刘天生;王凤英;;壁厚变化率对小锥角聚能射流形成影响的数值模拟[J];弹箭与制导学报;2010年03期

10 费爱萍;郭连军;;线性变壁厚药型罩形成射流的数值模拟[J];工程爆破;2007年01期

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1 肖强强;聚能装药对典型土壤/混凝土复合介质目标的侵彻研究[D];南京理工大学;2012年

本文编号：2795194