陶瓷/金属复合材料的陶瓷损伤特性研究
发布时间：2021-08-01 00:28
现代军事中,车辆和人员的防护是提高部队作战能力的一个极为重要的环节。从一次大战坦克出现后,金属材料成为了制备装甲材料的核心材料。然而,金属的比重过大带来了在提高防护能力的同时,车辆的重量往往会大幅增加,导致车辆的机动性能大幅降低,其中二战中的虎式坦克就是一个很典型的例子,在失去了机动性后,虎式坦克几乎没有什么用武之地。因此,如何在提高防护能力的同时,确保部队的机动性,是装甲防护研究中的一个重要研究目标。自二战以后,越来越多的研究工作开始将目标设定在不影响装甲抗弹性能的前提下,如何提高其机动性。美国未来战斗系统更是将装甲的轻型化作为重点研究课题之一陶瓷／金属复合靶板,不但具有较金属更为出色的抗弹性能,而且具有密度低、硬度高、强度高等特点,因此更加符合现代战斗部轻型化的需求,目前已经成为装甲材料研究的核心。然而尽管有几十年的研究历史,陶瓷／复合装甲的损伤破坏机理的研究仍然不尽如人意。目前,在复合装甲中对于金属材料的破坏机理已经研究的比较透彻,而陶瓷材料,由于其种类繁多,其破坏机理的研究还有待深入。本文从陶瓷/金属复合装甲的结构上出发进行分析,主要关注不同结构陶瓷／金属复合靶板在侵彻过程中陶...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状和进展
1.2.1 论研究
1.2.2 实验研究
1.2.3 数值模拟研究
1.3 本文的主要研究内容
第二章 基本理论简介
2.1 材料本构模型
2.1.1 陶瓷材料考虑损伤的本构关系
2.1.2 随动硬化双线性模型
2.1.3 J-C模型和Gruneisen方程
2.2 应力波的传播特性及陶瓷破碎锥形成
2.3 数值模拟简介
2.3.1 有限元基本理论
2.3.2 损伤和裂纹扩展模拟
第三章 实体模型模拟陶瓷/金属复合靶板
3.1 关于计算模型的假设及简化
3.1.1 几何模型及相关尺寸
3.1.2 有限元模型及网格设置
3.1.3 计算条件的选择
3.2 不同结构复合靶板
3.2.1 相同板厚不同结构复合靶板
3.2.2 不同板厚不同结构复合靶板(同等面密度)
3.3 同一种结构的最佳厚度比
3.3.1 总厚度一定
3.3.2 面密度一定
3.4 子弹的研究
3.4.1 子弹不同速度侵彻靶板
3.4.2 背板厚度对于子弹侵彻的影响
第四章 轴对称模型模拟陶瓷/金属复合靶板
4.1 同一种结构总厚度不变(同等面密度)
4.1.1 几何模型及有限元模型介绍
4.1.2 侵彻过程分析
4.1.3 背板的作用
4.2 不同孔隙率下陶瓷/金属复合靶板的抗弹性能
4.2.1 陶瓷板的损伤扩展
4.2.2 陶瓷/金属复合靶板的抗弹性能
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]强冲击载荷下氧化铝陶瓷破坏特性的数值模拟及实验研究[J]. 任会兰,树学锋,李平. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(09)
[2]陶瓷/金属复合板抗侵彻问题的数值模拟[J]. 邹磊,杨文兵. 弹箭与制导学报. 2008(05)
[3]轻型陶瓷复合装甲结构抗弹性能研究进展[J]. 侯海量,朱锡,阚于龙. 兵工学报. 2008(02)
[4]钨纤维复合材料穿甲弹芯自锐行为的试验研究[J]. 雷波,黄德武,杨明川,荣光. 沈阳理工大学学报. 2008(01)
[5]装甲钢动态性能与抗弹性能关系研究[J]. 杨超,田时雨. 兵器材料科学与工程. 2002(01)
[6]“效-费”比原则在陶瓷材料选择及复合装甲设计中的运用[J]. 崔琳,宁俊生,肖佳嘉. 兵器材料科学与工程. 2002(01)
[7]具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击疲劳实验研究[J]. 贺鹏飞,刘克成,C.Yuan. 同济大学学报(自然科学版). 2001(08)
[8]国家自然科学基金重点项目“冲击载荷下材料和结构的响应”研究工作总结[J]. 余同希. 力学进展. 1997(02)
[9]岩石爆破分形损伤模型研究[J]. 杨军,王树仁. 爆炸与冲击. 1996(01)
博士论文
[1]陶瓷/金属复合靶板受变形弹体撞击问题的研究[D]. 张晓晴.太原理工大学 2003
[2]冲击压缩下氧化铝陶瓷中的破坏波研究[D]. 姚国文.重庆大学 2003
[3]动能弹侵彻陶瓷复合装甲机理[D]. 杜忠华.南京理工大学 2002
本文编号：3314475
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状和进展
1.2.1 论研究
1.2.2 实验研究
1.2.3 数值模拟研究
1.3 本文的主要研究内容
第二章 基本理论简介
2.1 材料本构模型
2.1.1 陶瓷材料考虑损伤的本构关系
2.1.2 随动硬化双线性模型
2.1.3 J-C模型和Gruneisen方程
2.2 应力波的传播特性及陶瓷破碎锥形成
2.3 数值模拟简介
2.3.1 有限元基本理论
2.3.2 损伤和裂纹扩展模拟
第三章 实体模型模拟陶瓷/金属复合靶板
3.1 关于计算模型的假设及简化
3.1.1 几何模型及相关尺寸
3.1.2 有限元模型及网格设置
3.1.3 计算条件的选择
3.2 不同结构复合靶板
3.2.1 相同板厚不同结构复合靶板
3.2.2 不同板厚不同结构复合靶板(同等面密度)
3.3 同一种结构的最佳厚度比
3.3.1 总厚度一定
3.3.2 面密度一定
3.4 子弹的研究
3.4.1 子弹不同速度侵彻靶板
3.4.2 背板厚度对于子弹侵彻的影响
第四章 轴对称模型模拟陶瓷/金属复合靶板
4.1 同一种结构总厚度不变(同等面密度)
4.1.1 几何模型及有限元模型介绍
4.1.2 侵彻过程分析
4.1.3 背板的作用
4.2 不同孔隙率下陶瓷/金属复合靶板的抗弹性能
4.2.1 陶瓷板的损伤扩展
4.2.2 陶瓷/金属复合靶板的抗弹性能
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]强冲击载荷下氧化铝陶瓷破坏特性的数值模拟及实验研究[J]. 任会兰,树学锋,李平. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(09)
[2]陶瓷/金属复合板抗侵彻问题的数值模拟[J]. 邹磊,杨文兵. 弹箭与制导学报. 2008(05)
[3]轻型陶瓷复合装甲结构抗弹性能研究进展[J]. 侯海量,朱锡,阚于龙. 兵工学报. 2008(02)
[4]钨纤维复合材料穿甲弹芯自锐行为的试验研究[J]. 雷波,黄德武,杨明川,荣光. 沈阳理工大学学报. 2008(01)
[5]装甲钢动态性能与抗弹性能关系研究[J]. 杨超,田时雨. 兵器材料科学与工程. 2002(01)
[6]“效-费”比原则在陶瓷材料选择及复合装甲设计中的运用[J]. 崔琳,宁俊生,肖佳嘉. 兵器材料科学与工程. 2002(01)
[7]具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击疲劳实验研究[J]. 贺鹏飞,刘克成,C.Yuan. 同济大学学报(自然科学版). 2001(08)
[8]国家自然科学基金重点项目“冲击载荷下材料和结构的响应”研究工作总结[J]. 余同希. 力学进展. 1997(02)
[9]岩石爆破分形损伤模型研究[J]. 杨军,王树仁. 爆炸与冲击. 1996(01)
博士论文
[1]陶瓷/金属复合靶板受变形弹体撞击问题的研究[D]. 张晓晴.太原理工大学 2003
[2]冲击压缩下氧化铝陶瓷中的破坏波研究[D]. 姚国文.重庆大学 2003
[3]动能弹侵彻陶瓷复合装甲机理[D]. 杜忠华.南京理工大学 2002
本文编号：3314475
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3314475.html
