【摘要】：混凝土作為一種特殊的復(fù)合材料,由于具有良好的易成形性、抗水耐火性、耐久性、高強(qiáng)度等多種優(yōu)點(diǎn),在軍事領(lǐng)域的防御工事和機(jī)場(chǎng)跑道有著極其重要的應(yīng)用,在戰(zhàn)爭(zhēng)中,往往會(huì)成為戰(zhàn)斗空襲的直接打擊目標(biāo),所以研究混凝土結(jié)構(gòu)的撞擊失效特性具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和軍事戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。本文以38CrMnSi卵形頭、高低兩種強(qiáng)度的彈體和鋼纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土(RPC)靶作為主要研究對(duì)象,利用二級(jí)輕氣炮裝置進(jìn)行彈靶撞擊實(shí)驗(yàn),研究分析不同撞擊工況下彈靶撞擊侵徹響應(yīng)特性,其主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)后的靶體和回收的彈體,觀察分析三個(gè)不同工況下彈體的損傷和靶體的破壞特征。彈體侵徹過(guò)程包括撞擊靶體表面形成的錐形彈坑階段和隨后的隧道穩(wěn)定階段,同時(shí)靶體表面產(chǎn)生向外擴(kuò)展呈放射狀的裂紋。對(duì)于高強(qiáng)度彈體撞擊的工況,彈體只發(fā)生了少量的質(zhì)量損失,低強(qiáng)度彈體不僅發(fā)生了質(zhì)量侵蝕,而且在較高速撞擊條件下發(fā)生了頭部變形甚至鐓粗。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),分析了初始撞擊速度對(duì)彈體質(zhì)量損失、侵徹深度和平均成坑直徑的影響。發(fā)現(xiàn)對(duì)于高強(qiáng)度彈體撞擊工況,質(zhì)量損失和侵徹深度隨著速度的增大而逐步增大,在低強(qiáng)度彈體撞擊工況下兩者則呈現(xiàn)出相似的拋物線變化規(guī)律。初始撞擊速度對(duì)于平均成坑直徑的影響不明顯。(3)彈體和靶體材料間的摩擦作用是導(dǎo)致彈體發(fā)生質(zhì)量損失的主要原因。對(duì)于低強(qiáng)度短桿彈撞擊工況,存在某一臨界速度使彈體進(jìn)入介于剛性侵徹機(jī)制和半流體侵徹機(jī)之間的過(guò)渡侵徹機(jī)制,以侵徹深度的突然下降為主要標(biāo)志,宏觀體現(xiàn)為彈體頭部的變形。(4)適當(dāng)增大長(zhǎng)徑比值并且保證彈體較高的直徑是提高彈體打擊性能的有效途徑。鋼纖維可以有效增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗沖擊侵徹性能,相比素混凝土,RPC撞擊工況的侵徹深度和平均成坑直徑分別下降了約27%和32%,可見(jiàn),RPC是一種抗侵徹性能優(yōu)良的材料。(5)F模型對(duì)RPC靶體撞擊侵徹深度的預(yù)測(cè)適用性較差,H模型對(duì)于彈體處于剛性侵徹機(jī)制時(shí)侵徹深度的預(yù)測(cè)具有良好的適用性。當(dāng)彈體處于過(guò)渡機(jī)制或半流體侵徹機(jī)制時(shí),兩種模型曲線均不能反映出實(shí)際侵徹深度隨撞擊速度的變化趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TJ410;TU37;E95
【圖文】：

其中 SiO2含量大于 99.6%。砂，180μm~360μm 和 360μm~表 2. 5 石英砂物理化學(xué)指標(biāo) 粒度/（μm） 600~360 360~180 平均長(zhǎng)度 lf為 12 mm，平均直示。

塊尺寸為100 1 00 1 00mm3的實(shí)驗(yàn)塊，用于準(zhǔn)靜態(tài)抗壓實(shí)驗(yàn)，試件都經(jīng)28天養(yǎng)護(hù)，無(wú)約束抗壓強(qiáng)度為134.6 MPa，平均密度為用材料為 38CrMnSi 的卵形頭彈體，頭部曲率半徑與彈體直徑er-radius-head）為 3，彈身長(zhǎng)度 L=17.86mm，頭部長(zhǎng)度 l=18.14.7mm，長(zhǎng)徑比（彈體總長(zhǎng)度與直徑之比）為 2.8，彈體材料選取狀態(tài)，對(duì)應(yīng)屈服強(qiáng)度分別為 550 MPa 和 1615 MPa，此為卵形頭何結(jié)構(gòu)如圖 2- 2 所示。另外選取了材料同樣是 38CrMnSi、曲形長(zhǎng)桿彈進(jìn)行了另一工況的彈靶撞擊實(shí)驗(yàn)，其材料屈服強(qiáng)度為=32.68mm，頭部長(zhǎng)度 l=7.22mm，彈體直徑Φ=2a=6mm，長(zhǎng)徑比

體實(shí)物圖 (b) 彈體幾圖 2- 3 卵形長(zhǎng)桿彈置爾濱工業(yè)大學(xué)高速撞擊研究中心的二級(jí)輕案圖 2- 5 所示，主要包括：高壓氣室、5射管、靶艙、測(cè)試艙、激光測(cè)速系統(tǒng)和高氮?dú)鈮毫�、泵管的氫氣壓力和發(fā)射管前膜部垂直于彈體運(yùn)動(dòng)方向安放高速攝像機(jī)（度、著靶姿態(tài)、碎片云團(tuán)形貌及其演化規(guī)為了順利回收彈體，靶體周?chē)蒙炒鼑鷵?

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本文編號(hào)：2791824