长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应仿真模拟

发布时间：2021-01-31 23:14

　　本文采用理论分析与仿真模拟相结合的方法,研究装甲陶瓷材料的界面击溃效应（Interface Defeat/Dwell）。基于陶瓷材料锥裂纹和翼型裂纹扩展理论,发展并完善描述陶瓷材料界面击溃效应的工程模型,通过合理简化实现了界面击溃/侵彻转变速度的计算。采用合理的仿真方法,建立了长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应的仿真模型。围绕弹体头部形状、靶体约束结构等因素对界面击溃的影响规律进行仿真模拟研究,并对考虑界面击溃效应的长杆弹侵彻陶瓷复合靶过程进行仿真模拟。本文主要研究内容如下：（1）基于陶瓷锥裂纹和翼型裂纹扩展理论的界面击溃广侵彻转变速度计算模型分别利用锥裂纹扩展理论和翼型裂纹扩展理论获取界面击溃/侵彻转变速度与弹体半径的关系,随后,研究了弹体和靶体材料参数对界面击溃/侵彻转变速度的影响并进行参数简化,通过计算结果和已有实验数据对比验证了理论模型的可靠性。最后,结合两种裂纹扩展模型建立了能够预测陶瓷界面击溃／侵彻转变速度的计算模型。（2）长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应仿真研究基于JH-1脆性材料本构模型和JC本构模型,利用有限元软件AUTODYN建立长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃的仿真模型,获取... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 装甲陶瓷界面击溃效应实验研究现状
        1.2.2 装甲陶瓷界面击溃效应理论模型研究现状
        1.2.3 装甲陶瓷界面击溃效应仿真模拟研究现状
        1.2.4 小结
    1.3 本文研究的目的、意义及研究内容
2 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃/侵彻转变速度预测理论模型
    2.1 引言
    2.2 弹靶接触压力及陶瓷靶内部应力计算方法
        2.2.1 弹靶接触压力分布
        2.2.2 弹靶表面应力分布
        2.2.3 靶内中心轴线应力分布
        2.2.4 靶内任意位置应力分布
    2.3 基于锥裂纹的界面击溃/侵彻转变速度预测模型
        2.3.1 锥裂纹对界面击溃/侵彻转变速度的作用
        2.3.2 弹体材料对界面击溃/侵彻转变速度的影响
    2.4 基于翼型裂纹的界面击溃/侵彻转变速度预测模型
        2.4.1 脆性材料压缩失效模型
        2.4.2 翼型裂纹界面击溃/侵彻转变速度的作用
        2.4.3 靶体材料对界面击溃/侵彻转变速度的影响
    2.5 界面击溃/侵彻转变速度计算模型
    2.6 本章小结
3 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应仿真研究
    3.1 引言
    3.2 AUTODYN软件简介
    3.3 有限元软件算法
        3.3.1 Lagrange方法
        3.3.2 SPH方法
    3.4 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应仿真模型
        3.4.1 弹靶结构及有限元模型
        3.4.2 陶瓷预应力加载过程仿真模拟
    3.5 材料本构模型及参数
        3.5.1 陶瓷材料本构模型及参数
        3.5.2 金属材料的Johnson-Cook（JC）本构模型及参数
    3.6 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应仿真方法可靠性验证
        3.6.1 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应典型仿真结果
        3.6.2 仿真结果与已有实验结果对比
    3.7 本章小结
4 长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃效应影响因素仿真研究
    4.1 引言
    4.2 弹头部形状对界面击溃效应影响规律仿真模拟
    4.3 盖板对界面击溃效应影响规律仿真模拟
    4.4 陶瓷预应力对界面击溃效应的影响
    4.5 本章小结
5 考虑界面溃效应的陶瓷复合靶侵彻深度仿真模拟
    5.1 引言
    5.2 考虑界面击溃效应的陶瓷复合靶侵彻深度仿真几何结构模型
    5.3 仿真模型及参数
    5.4 仿真模拟结果与分析
        5.4.1 长杆弹侵彻RHA仿真计算
        5.4.2 长杆弹撞击不同厚度陶瓷仿真模拟
        5.4.3 长杆弹撞击不同背板厚度陶瓷靶的仿真模拟
        5.4.4 长杆弹撞击相同面密度陶瓷复合靶的仿真模拟
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的数值仿真与实验研究[J]. 言克斌,黄正祥,刘荣忠.  高压物理学报. 2014(04)
[2]柱形长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟.  爆炸与冲击. 2011(02)
[3]尖锥头长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟.  力学学报. 2011(01)
[4]JH-2模型及其在Al2O3陶瓷低速撞击数值模拟中的应用[J]. 杨震琦,庞宝君,王立闻,迟润强.  爆炸与冲击. 2010(05)
[5]约束应力对AD95陶瓷弹击损伤特征的影响[J]. 胡欣,王扬卫,高举斌,于晓东,王富耻.  北京理工大学学报. 2010(05)
[6]陶瓷厚度与约束对陶瓷复合靶抗弹性能的影响[J]. 晏麓晖,曾首义,蒋志刚,陈斌.  弹道学报. 2009(03)
[7]约束及增韧对氧化铝陶瓷抗射流侵彻性能的影响[J]. 张先锋,李永池.  爆炸与冲击. 2009(02)
[8]陶瓷金属复合靶板工程模型及耗能分析[J]. 申志强,蒋志刚,曾首义.  工程力学. 2008(09)
[9]国外陶瓷材料抗侵彻研究进展[J]. 杨江丽,宋顺成.  兵器材料科学与工程. 2007(02)
[10]脆性陶瓷靶高速侵彻／穿甲动力学的研究进展[J]. 陈小伟,陈裕泽.  力学进展. 2006(01)

硕士论文
[1]氧化铝基陶瓷复合装甲面板与背板的配置效应研究[D]. 满蓬.南京理工大学 2012
[2]弹体入射陶瓷复合靶板毁伤效应研究[D]. 宋健.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3011748