弹丸侵彻混凝土靶的数值模拟研究
发布时间：2021-06-15 10:01
随着精确打击武器、高威力武器技术的快速发展，一些重要的、具有重大战略意义的、高价值的目标均已转入地下，并加强了防护。攻坚战斗部是对付此类坚固目标的有效手段，因此研究弹体对靶板的侵彻毁伤效应是研究攻坚战斗部的基础。本论文通过理论分析、数值模拟和试验验证相结合，研究弹体在不同初速度、倾角、靶板厚度等工况的毁伤机理和模式，为提高弹丸侵彻威力设计提供一定参考依据。首先用半经验分析方法和空腔膨胀解析分析模型，分别得出了弹体侵彻混凝时侵彻阻力、侵彻深度与弹体结构、靶体特性参数和侵彻速度等主要影响因素的关系式。通过收集和分析国外实验数据和相关侵深半经验公式、空腔膨胀模型计算表明，弹头尖锐程度和靶的强度对侵深都有一定程度的影响。采用有限元数值模拟软件LS-DYNA计算分析了卵形弹体正侵彻有界混凝土靶板时的弹体和靶板响应，分析了弹体各参数对侵彻贯穿深度和剩余速度的影响；计算分析了弹体正侵彻半无限混凝土靶板时的弹体和靶板响应，分析了弹体的速度衰减和过载变化，通过与Forrestal理论计算对比，结果比较吻合，说明了数值模拟计算的模型的材料的选择是准确的。另外，Forrestal公式能够满足在一般工况下的工...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 课题的研究背景及意义
1.3 国内外研究与发展状况
1.4 混凝土动态响应研究常用方法
1.4.1 实验经验曲线拟合
1.4.2 理论分析法
1.4.3 数值模拟分析法
1.5 本课题研究内容及方法
第二章 弹体侵彻混凝土的理论分析
2.1 侵彻阻力和侵彻深度分析
2.2 弹头形状及靶面崩落对侵彻的影响
2.3 斜侵彻弹体运动分析
2.4 侵彻经验公式的比较
2.4.1 C.W.Young 公式(1969)
2.4.2 侵彻岩石经验公式
2.4.3 侵彻钢筋混凝土经验公式(Department of the Army，USA，1956 年)
2.5 本章小结
第三章 弹体正侵彻混凝土靶板的分析
3.1 数值模拟程序介绍
3.2 混凝土材料的计算模型
3.2.1 HJC 模型
3.2.2 TCK 模型
3.2.3 RHT 模型
3.2.4 NAG-FRAG 断裂模型
3.2.5 爆破块度损伤模型(BDM 模型)
3.3 弹体正侵彻有界混凝土靶板分析
3.3.1 计算模型
3.3.2 计算结果分析
3.4 弹体正侵彻半无限混凝土靶板分析
3.4.1 弹体速度为 340m/s
3.4.2 弹体速度为 360m/s
3.4.3 弹体速度为 380m/s
3.4.4 弹体速度为 400m/s
3.4.5 弹体速度为 420m/s
3.5 本章小结
第四章 弹体斜侵彻混凝土靶研究
4.1 引言
4.2 斜侵彻分析
4.2.1 倾角对侵彻深度的影响
4.2.2 倾角与弹体结构强度的关系
4.3 跳弹分析
4.3.1 倾角对弹体跳弹的影响
4.3.2 着靶速度对弹体跳弹的影响
4.4 本章小结
第五章 全文总结
5.1 本文工作总结
5.2 今后工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻地弹侵彻岩石深度计算新原理与方法[J]. 王明洋,谭可可,吴华杰,钱七虎. 岩石力学与工程学报. 2009(09)
[2]弹体在内摩擦介质中的斜侵彻深度计算[J]. 陈伟,王明洋,顾雷雨. 爆炸与冲击. 2008(06)
[3]混凝土复合介质内爆炸毁伤效应的模化方法研究[J]. 荆松吉,卢芳云,张震宇,田占东. 弹箭与制导学报. 2008(02)
[4]弹体攻角侵彻混凝土数值模拟[J]. 马爱娥,黄风雷,初哲,李金柱. 爆炸与冲击. 2008(01)
[5]柱形装药爆炸破坏混凝土的数值模拟分析[J]. 王成,付晓磊,宁建国. 计算力学学报. 2007(03)
[6]混凝土介质中爆炸的三维数值模拟[J]. 吴开腾,宁建国. 兵工学报. 2007(04)
[7]混凝土动态损伤与失效模型[J]. 金乾坤. 兵工学报. 2006(01)
[8]平面爆炸波在半无限混凝土介质中传播与衰减特性的数值分析[J]. 董永香,夏昌敬,段祝平. 工程力学. 2006(02)
[9]混凝土板爆破作用数值分析[J]. 孙庆云,张奇,白春华,闫华. 力学与实践. 2005(03)
[10]节理岩体爆破研究进展[J]. 郭文章,冯顺山,王树仁,陈寿峰. 工程爆破. 1999(04)
博士论文
[1]弹靶侵彻动态响应的理论与数值分析[D]. 王政.复旦大学 2005
硕士论文
[1]土壤混凝土分层介质中爆炸的数值模拟[D]. 李小雷.国防科学技术大学 2006
[2]不耦合装药条件下岩石爆破的理论研究和数值模拟[D]. 史维升.武汉科技大学 2004
[3]弹丸对有界混凝土靶的侵彻研究[D]. 梁斌.中国工程物理研究院 2004
[4]混凝土破坏过程的数值模拟研究[D]. 杨顺存.河海大学 2004
[5]长杆射弹侵彻两种混凝土靶的特性研究[D]. 石志勇.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3230848
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 课题的研究背景及意义
1.3 国内外研究与发展状况
1.4 混凝土动态响应研究常用方法
1.4.1 实验经验曲线拟合
1.4.2 理论分析法
1.4.3 数值模拟分析法
1.5 本课题研究内容及方法
第二章 弹体侵彻混凝土的理论分析
2.1 侵彻阻力和侵彻深度分析
2.2 弹头形状及靶面崩落对侵彻的影响
2.3 斜侵彻弹体运动分析
2.4 侵彻经验公式的比较
2.4.1 C.W.Young 公式(1969)
2.4.2 侵彻岩石经验公式
2.4.3 侵彻钢筋混凝土经验公式(Department of the Army，USA，1956 年)
2.5 本章小结
第三章 弹体正侵彻混凝土靶板的分析
3.1 数值模拟程序介绍
3.2 混凝土材料的计算模型
3.2.1 HJC 模型
3.2.2 TCK 模型
3.2.3 RHT 模型
3.2.4 NAG-FRAG 断裂模型
3.2.5 爆破块度损伤模型(BDM 模型)
3.3 弹体正侵彻有界混凝土靶板分析
3.3.1 计算模型
3.3.2 计算结果分析
3.4 弹体正侵彻半无限混凝土靶板分析
3.4.1 弹体速度为 340m/s
3.4.2 弹体速度为 360m/s
3.4.3 弹体速度为 380m/s
3.4.4 弹体速度为 400m/s
3.4.5 弹体速度为 420m/s
3.5 本章小结
第四章 弹体斜侵彻混凝土靶研究
4.1 引言
4.2 斜侵彻分析
4.2.1 倾角对侵彻深度的影响
4.2.2 倾角与弹体结构强度的关系
4.3 跳弹分析
4.3.1 倾角对弹体跳弹的影响
4.3.2 着靶速度对弹体跳弹的影响
4.4 本章小结
第五章 全文总结
5.1 本文工作总结
5.2 今后工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻地弹侵彻岩石深度计算新原理与方法[J]. 王明洋,谭可可,吴华杰,钱七虎. 岩石力学与工程学报. 2009(09)
[2]弹体在内摩擦介质中的斜侵彻深度计算[J]. 陈伟,王明洋,顾雷雨. 爆炸与冲击. 2008(06)
[3]混凝土复合介质内爆炸毁伤效应的模化方法研究[J]. 荆松吉,卢芳云,张震宇,田占东. 弹箭与制导学报. 2008(02)
[4]弹体攻角侵彻混凝土数值模拟[J]. 马爱娥,黄风雷,初哲,李金柱. 爆炸与冲击. 2008(01)
[5]柱形装药爆炸破坏混凝土的数值模拟分析[J]. 王成,付晓磊,宁建国. 计算力学学报. 2007(03)
[6]混凝土介质中爆炸的三维数值模拟[J]. 吴开腾,宁建国. 兵工学报. 2007(04)
[7]混凝土动态损伤与失效模型[J]. 金乾坤. 兵工学报. 2006(01)
[8]平面爆炸波在半无限混凝土介质中传播与衰减特性的数值分析[J]. 董永香,夏昌敬,段祝平. 工程力学. 2006(02)
[9]混凝土板爆破作用数值分析[J]. 孙庆云,张奇,白春华,闫华. 力学与实践. 2005(03)
[10]节理岩体爆破研究进展[J]. 郭文章,冯顺山,王树仁,陈寿峰. 工程爆破. 1999(04)
博士论文
[1]弹靶侵彻动态响应的理论与数值分析[D]. 王政.复旦大学 2005
硕士论文
[1]土壤混凝土分层介质中爆炸的数值模拟[D]. 李小雷.国防科学技术大学 2006
[2]不耦合装药条件下岩石爆破的理论研究和数值模拟[D]. 史维升.武汉科技大学 2004
[3]弹丸对有界混凝土靶的侵彻研究[D]. 梁斌.中国工程物理研究院 2004
[4]混凝土破坏过程的数值模拟研究[D]. 杨顺存.河海大学 2004
[5]长杆射弹侵彻两种混凝土靶的特性研究[D]. 石志勇.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3230848
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