弹丸侵彻混凝土破坏特征的三维数值模拟

发布时间：2021-04-03 18:12

　　混凝土靶板在弹丸撞击作用下其力学行为是复杂的冲击动力学问题，涉及到混凝土靶板的动态响应及变形破坏的全过程。基于LS-DYNA非线性有限元软件对卵形弹丸侵彻混凝土靶板的过程三维数值模拟，通过与相关文献中弹体侵彻混凝土的试验结果进行比较，验证采用的数值模拟计算模型、网格设置、材料模型和参数等合理性，并在此基础上计算不同厚度、不同弹丸形状下靶板破坏形态。对于卵形弹丸侵彻混凝土而言，靶体失效破坏呈现的三个特征阶段及其细观机理。根据混凝土内部应力时程曲线演化特征，进一步说明了典型位置处细观单元损伤演化特征及其破坏产生的原因和破坏类型。结果表明，弹丸前端混凝土靶体单元发生的是挤压破坏，而靶体底部和侧面“冲剪”区单元发生的是拉伸失效。发生挤压破坏单元的应力时程曲线会呈现出一个共同特征，即在破坏前将突然出现零应力状态，这一点对于判断侵彻过程中的挤压破坏提供一定的判断依据。混凝土单元挤压破坏不断消耗弹丸的能量，使弹丸速度的削减非常明显，弹丸能否穿过靶体主要决定于侵彻深度和靶体背面的层裂，及靶体两侧的“冲剪”破坏，所以判断挤压破坏区对防护工程的设计和军事设施的建设均具有一定的参考价值。平头弹丸侵彻混凝土的... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 弹丸侵彻混凝土的国内外研究现状
    1.3 本论文的研究目的和研究内容
        1.3.1 本文的研究目的
        1.3.2 本文的研究内容
第2章 弹丸侵彻混凝土有限元模型
    2.1 引言
    2.2 混凝土靶板单元选取
    2.3 实体模型离散化
        2.3.1 有限元模型建立
        2.3.2 约束与接触
        2.3.3 沙漏控制
        2.3.4 计算单位选取
    2.4 材料本构模型及参数
        2.4.1 弹体材料模型
        2.4.2 混凝土靶体材料模型
        2.4.3 计算参数
    2.5 本章小结
第3章 弹丸侵彻方形混凝土靶体破坏特征数值模拟
    3.1 引言
    3.2 弹丸侵彻方形混凝土靶板有限元模型建立
        3.2.1 模型简化及描述
        3.2.2 网格划分
    3.3 有限元模拟计算结果分析
        3.3.1 靶板破坏特征分析
        3.3.2 靶板上部单元破坏过程应力特征分析
    3.4 本章小结
第4章 弹丸侵彻圆形混凝土靶体破坏特征数值模拟
    4.1 引言
    4.2 弹丸侵彻圆形混凝土靶板有限元模型建立
        4.2.1 模型简化及描述
        4.2.2 网格划分
    4.3 有限元模拟计算结果分析
        4.3.1 靶板破坏特征分析
        4.3.2 混凝土靶板破坏形态的产生原因和机理分析
    4.4 本章小结
第5章 影响靶体破坏形态的因素分析
    5.1 引言
    5.2 不同形状弹丸对混凝土靶板破坏特征的影响
        5.2.1 模型描述
        5.2.2 不同形状弹丸对靶体破坏形态的影响
    5.3 不同靶体厚度对混凝土靶板破坏特征的影响
        5.3.1 模型描述
        5.3.2 不同靶体厚度对靶体破坏形态的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介



本文编号：3116829