在彈體侵徹巖石、混凝土等硬目標(biāo)的試驗(yàn)過程中,彈載裝置往往承受沖擊碰撞過程中的強(qiáng)過載而失效。降載吸能技術(shù)是在沖擊碰撞條件下有效保護(hù)內(nèi)部裝置的重要方法之一。采用塑性變形程度較高的材料和脹環(huán)結(jié)構(gòu)來吸收和轉(zhuǎn)化沖擊碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能量是一種較為理想的選擇。本文采用理論計(jì)算模型和仿真模擬以及試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,分別對(duì)泡沫鋁吸能材料、脹環(huán)結(jié)構(gòu)以及泡沫鋁填充于脹環(huán)的復(fù)合結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)和緩沖特性進(jìn)行研究分析,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）從理論方面對(duì)脹環(huán)結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)和吸能機(jī)理進(jìn)行了闡述,提出了建立模型的一些基本假設(shè),介紹了準(zhǔn)靜態(tài)下脹環(huán)結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型。通過對(duì)泡沫鋁材料動(dòng)態(tài)力學(xué)特性和變形機(jī)制的分析,建立了泡沫鋁與脹環(huán)結(jié)構(gòu)組成脹環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)的理論模型,分析了復(fù)合結(jié)構(gòu)的吸能機(jī)制;（2）利用逆彈道實(shí)驗(yàn)對(duì)脹環(huán)結(jié)構(gòu)在沖擊碰撞條件下緩沖降載特性進(jìn)行了研究,對(duì)脹環(huán)結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,為泡沫鋁填充脹環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考;（3）對(duì)正負(fù)梯度泡沫鋁在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的力學(xué)響應(yīng)和能量吸收進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)梯度泡沫鋁填充脹環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的脹環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究與分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在充分利用結(jié)構(gòu)空間的條件下,與脹環(huán)結(jié)構(gòu)相比,梯度泡沫鋁填... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三明治結(jié)構(gòu)

沫鋁是一種新型的多用途金屬材料，具有廣泛的科研前景。泡沫鋁的工 世紀(jì) 50 年代，到目前共有十幾種泡沫鋁制備的方法，生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟。斷進(jìn)步，高新技術(shù)領(lǐng)域和傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域?qū)π滦投喙δ懿牧系男枨蟾悠惹谐霈F(xiàn)受到各國(guó)科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注，并相繼投入大量的資金進(jìn)行研究。目前國(guó)料研究的科研機(jī)構(gòu)主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家，主要致力于閉孔泡沫鋁材料的研前日本對(duì)泡沫鋁材料的研發(fā)速度較快，其對(duì)泡沫鋁的研究已開始工業(yè)生產(chǎn)先實(shí)現(xiàn)了泡沫鋁材料的產(chǎn)業(yè)化。日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)研究院九州實(shí)驗(yàn)室將用于公路的防護(hù)欄等輔助防護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施；日本在建筑方面將泡沫鋁用于公蔽噪音的材料[15]。德國(guó)的弗朗霍夫研究所的粉末冶金方法較為先進(jìn)，并已三明治結(jié)構(gòu)和異型件（如圖 1.1、1.2 所示）。這種具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度和良的新材料已在有輕量化結(jié)構(gòu)件需求的領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，如車輛車身和便

彈丸在侵徹目標(biāo)的過程中，彈載設(shè)備的運(yùn)動(dòng)主要包括在彈體內(nèi)的軸向運(yùn)動(dòng)和彈載設(shè)備相對(duì)往復(fù)振動(dòng)。為了便于模型分析，將設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為柱狀的等效模型，并放入非慣性坐標(biāo)系中對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)特性分析，彈載設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和坐標(biāo)系如圖2.4所示。圖 2.4 彈體和彈載設(shè)備結(jié)構(gòu)及坐標(biāo)系在圖2.4中，坐標(biāo)系 x ' o'y'代表絕對(duì)坐標(biāo)系，xoy代表研究系統(tǒng)的的相對(duì)坐標(biāo)系。在分析中，將彈體視為剛體；彈載裝置為彈塑性體。坐標(biāo)系xoy為非慣性坐標(biāo)系。彈載裝置的運(yùn)動(dòng)是其在非慣性系xoy中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與xoy相對(duì)于 x ' o'y'的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的線性疊加。根據(jù)慣性定律及力的合成與分解，測(cè)試裝置的受力及加速度為：s s sr eF F F(2.21)s s sa r ea a a(2.22)式中：sF —彈載設(shè)備受到的總作用力（N）；srF —是相對(duì)作用力（N）；seF —牽連慣性力（N）；saa —彈載設(shè)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LS-DYNA中混凝土損傷模型（K&C）的基本力學(xué)行為分析[J]. 陳林,顏澤峰.  湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[2]世界泡沫鋁的發(fā)展及其市場(chǎng)分析[J]. 姜玉敬.  中國(guó)金屬通報(bào). 2017(04)
[3]爆炸載荷下雙層泡沫鋁動(dòng)態(tài)響應(yīng)和能量吸收[J]. 梁民族,盧芳云,李翔宇,李志斌,姚術(shù)健.  兵工學(xué)報(bào). 2016(S2)
[4]泡沫鋁與金屬管復(fù)合結(jié)構(gòu)降低彈載設(shè)備過載效能研究[J]. 梁增友,鄧德志,吳鴻超,張志濤,時(shí)文超,王耀琦,趙文杰.  兵工學(xué)報(bào). 2016(S2)
[5]薄壁金屬管在中高速?zèng)_擊下的緩沖特性研究[J]. 吳鴻超,梁增友,馮陽,陳智剛,鄧德志.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]薄壁金屬管吸能器的吸能特性分析[J]. 徐磊,賈大偉,俞麒峰.  計(jì)算機(jī)輔助工程. 2013(S2)
[7]泡沫金屬在沖擊載荷下的能量吸收特性[J]. 張健,趙桂平,盧天健.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[8]泡沫金屬/金屬管塑性變形緩沖器降低彈載設(shè)備過載的數(shù)值模擬[J]. 梁增友,高位,陳智剛.  兵工學(xué)報(bào). 2013(08)
[9]汽車碰撞中錐形晶胞薄壁金屬管吸能特性的仿真研究[J]. 鄒猛,魏燦剛,許述財(cái),趙振家,張金換.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]高g值加速度沖擊試驗(yàn)技術(shù)研究[J]. 徐鵬,祖靜,范錦彪.  振動(dòng)與沖擊. 2011(04)

博士論文
[1]飛船返回艙著陸沖擊緩沖座椅系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[D]. 謝燕.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]腿式著陸緩沖器的理論模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 羅昌杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]動(dòng)能攻堅(jiān)戰(zhàn)斗部對(duì)混凝土靶侵爆效應(yīng)研究[D]. 梁斌.中國(guó)工程物理研究院 2009

碩士論文
[1]彈體侵徹多層間隔混凝土靶的彈道特性研究[D]. 李江濤.南京理工大學(xué) 2017
[2]薄壁金屬管在中高速?zèng)_擊下的緩沖特性研究[D]. 吳鴻超.中北大學(xué) 2016
[3]功能密度梯度泡沫鋁及其填充結(jié)構(gòu)的吸能性能研究[D]. 曹嬌.湖南大學(xué) 2015
[4]薄壁金屬結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化研究[D]. 何成.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]基于SPH方法的爆轟模擬研究[D]. 于秀波.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3127487