小质量物体高速撞击陶瓷复合靶板毁伤效应研究

发布时间：2021-05-19 01:18

　　枪弹杀伤效能的评估作为枪弹设计的关键一环,影响着枪弹的装备与改进设计,同时防护材料的结构设计与枪弹的杀伤威力紧密相关。本文基于目前个体防护研究和枪弹杀伤效能评估的应用需求,进行了枪弹侵彻陶瓷复合防护和明胶靶标的数值模拟计算。本文的研究内容主要分为两部分：一是研究影响枪弹侵彻能力的因素。如何对枪弹进行改进设计,使其具有更大的杀伤威力,是现阶段枪弹设计的重点之一。二是研究复合防护层抗弹性能的影响因素。由于压力波的存在,防护后非贯穿性损伤依然存在。通过对复合防护抗弹性能影响因素的分析,可以为防护优化设计提供参考。本文以非线性显示动力学为基础,基于Ansys/LS-DYNA平台,通过对钢球侵彻过程仿真分析,取得了与实验一致的结果,验证了软质防护模型及参数的准确性。在此基础上,建立了步枪弹侵彻由陶瓷高聚乙烯插板、.软质警用防护和明胶模拟靶标组成的复合靶标有限元仿真模型,重点分析了枪弹侵彻防护过程中弹丸速度、加速度变化,陶瓷锥的形成机理以及演化过程,对侵彻过程中能量变化进行了计算。对侵彻过程中弹丸与防护参数对侵彻及防护性能的影响进行了研究：重点研究了速度、防护层厚度、弹芯材料等参数的影响。总结了参... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 防弹衣抗弹原理概述
    1.3 陶瓷复合防护材料发展状况
        1.3.1 陶瓷材料发展与研究现状概述
        1.3.2 纤维材料发展与研究现状概述
        1.3.3 陶瓷复合防护材料的研究现状
    1.4 杀伤元高速撞击防护及仿生靶标的研究现状
    1.5 本文主要的研究内容
2 钢球侵彻软质防护数值仿真分析
    2.1 有限元计算基本理论
        2.1.1 显示动力学基本理论
        2.1.2 有限元算法简介
    2.2 材料模型的选取
        2.2.1 钢球材料模型
        2.2.2 软质防护材料模型
        2.2.3 明胶靶标材料模型
    2.3 有限元仿真模型建立
    2.4 仿真结果与分析
    2.5 本章小结
3 步枪弹侵彻复合防护数值模拟
    3.1 材料模型及参数
        3.1.1 弹丸材料
        3.1.2 陶瓷材料
        3.1.3 背板材料
    3.2 几何模型及网格划分
        3.2.1 几何模型
        3.2.2 网格划分
    3.3 仿真结果及分析
        3.3.1 能量分析
        3.3.2 陶瓷锥形成与压力分析
        3.3.3 压力传递分析
    3.4 仿真结果与实验结果对比分析
    3.5 本章小结
4 侵彻参数影响分析
    4.1 复合防护抗侵彻性能影响因素分析
    4.2 速度影响分析
    4.3 材料影响分析
        4.3.1 弹芯材料影响分析
        4.3.2 插板材料影响分析
    4.4 插板厚度配比影响分析
        4.4.1 厚度对速度的影响分析
        4.4.2 厚度对能量的影响分析
        4.4.3 厚度对陶瓷锥形成的影响分析
        4.4.4 厚度对最大压力的影响分析
        4.4.5 厚度效应影响综合分析
    4.5 本章小结
5 全文总结与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3194835