【摘要】：在研究反艦導(dǎo)彈對(duì)艦船的侵徹能力時(shí),通常設(shè)計(jì)艦船靶標(biāo)并開展侵徹試驗(yàn)。通過侵徹試驗(yàn)可以預(yù)報(bào)戰(zhàn)斗部侵徹位置以及戰(zhàn)斗部彈道與偏轉(zhuǎn)特性,同時(shí)是進(jìn)一步開展艙室內(nèi)爆試驗(yàn)的基礎(chǔ)。然而,目前在艦船靶標(biāo)靶板邊界條件與材料等效方面無成熟技術(shù)手段。本文針對(duì)反艦導(dǎo)彈侵徹大中型艦船靶標(biāo),研究其與實(shí)船毀傷等效條件,提出靶板邊界條件等效與材料等效方法。將艦船板架簡化為彈性基礎(chǔ)梁,基于Timoshenko梁理論求解頻散關(guān)系與臨界頻率,獲得了靶板結(jié)構(gòu)頻散相似規(guī)律,提出符合頻散等效的靶板尺寸選擇依據(jù),得到靶板最小邊長的要求,提出使得侵徹過程不受靶板邊界應(yīng)力波反射影響的最小邊界尺寸設(shè)計(jì)方法。通過數(shù)值計(jì)算,發(fā)現(xiàn)靶板破口可分為四種類型,總結(jié)了四種破口類型與攻角和著角的關(guān)系。得到靶板破口與各個(gè)影響參數(shù)的擬合公式,并依據(jù)該公式建立了靶板材料等效方法,依據(jù)該方法對(duì)不同材料靶板進(jìn)行等效設(shè)計(jì)并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算�；诮^熱剪切沖塞破壞假定,推導(dǎo)了彈體侵徹加筋板的剩余速度公式。依據(jù)該公式提出了針對(duì)剩余速度的靶板材料等效設(shè)計(jì)方法,并通過數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證了該方法。依據(jù)靶標(biāo)毀傷特性與邊界等效方法,提出艦船靶標(biāo)初步設(shè)計(jì)方案。對(duì)上述艦船靶標(biāo)進(jìn)行火箭橇試驗(yàn),通過高速攝影記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值結(jié)果相對(duì)比,誤差在10%左右。比較艦船靶板系統(tǒng)材料等效設(shè)計(jì)不同方法,包括剛度等效、彎曲強(qiáng)度等效以及靶板毀傷與彈道特性等效,分別針對(duì)上述等效原則設(shè)計(jì)的等效艦船靶標(biāo)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,發(fā)現(xiàn)基于剛度等效的艦船靶標(biāo)系統(tǒng)強(qiáng)度偏弱一些,基于彎曲強(qiáng)度等效的艦船靶標(biāo)系統(tǒng)強(qiáng)度偏強(qiáng)一些,基于靶板毀傷與彈道特性等效的艦船靶標(biāo)系統(tǒng)與原始靶標(biāo)系統(tǒng)的強(qiáng)度相當(dāng)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U674.7;TJ761.14
【圖文】：

第２章彈體侵徹艦船靶板邊界與艦船結(jié)構(gòu)等效性研究逡逑２．２．１計(jì)算模型逡逑作為算例，采用文獻(xiàn)［５２］的試驗(yàn)作為計(jì)算模型，試驗(yàn)所采用的彈體為截卵形，重量逡逑為１６＆目，彈體材料為３０（：＿１１８０＾２人，彈徑為１０５１１１１１１，長度為３７０邋１１１１１１，彈體弧度半徑逡逑為１８０ｍｍ，截頭直徑為２０ｍｍ，彈體初始速度為６０７．６ｍ／ｓ；耙板尺寸為４００ｍｍｘｌ０００ｍｍ，逡逑板架實(shí)測(cè)厚度為〗５．２ｍｍ，靶板材料為９２１Ａ鋼；彈體與靶板之間為垂直侵徹；采用逡逑Ｌａｇｒａｎｇ算法，對(duì)彈一靶侵徹模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。逡逑數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確與否，與材料以及破壞準(zhǔn)則選取十分重要。根據(jù)材料失效實(shí)際情況，逡逑選取相應(yīng)的材料模型及參數(shù)。材料采用ＰＬＡＳＴＩＣ－ＫＩＮＥＭＡＴＩＣ模式，考慮應(yīng)變率影響，逡逑采用Ｃｏｗｐｅｒ－Ｓｙｍｏｎｄｓ模型描述，應(yīng)變率影響系數(shù)為：逡逑１邋＋邋（吾，邐（２－１）逡逑其中，ｅ為材料應(yīng)變率，Ｃ、Ｐ為與應(yīng)變率有關(guān)的參數(shù)。材料具體參數(shù)如表２．１所示：逡逑表２．１材料參數(shù)逡逑——￣

邐０．２３８邐６７．７５逡逑破口半徑隨網(wǎng)格尺寸的變化圖如圖２．３所示：逡逑６８邋］邋？逡逑６６邋＿逡逑Ｉ＂：邐＼＼逡逑靼－邐＼逡逑亦邋６０邋＿逡逑ｎ邋．邐＼逡逑e５８—邐？逡逑５６邋Ｈ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ逡逑０．２５邐０．２０邐０．１５邐０．１０邐０．０５邐０．００逡逑網(wǎng)格尺寸／彈體直徑（ｄ／２ｒ）逡逑圖２．３破口半徑隨網(wǎng)格尺寸變化逡逑２．２．３數(shù)值驗(yàn)證逡逑基于上述計(jì)算，將靶板破壞模式計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)［５２］中的試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，對(duì)比試逡逑驗(yàn)與數(shù)值模擬如圖２．４所示，文獻(xiàn)中破口直徑為〗１５ｍｍ，本文的數(shù)值計(jì)算結(jié)果為１１７．５ｍｍ，逡逑誤差約為２．１７％，滿足工程精度的要求，可以認(rèn)為本文所選取的數(shù)值算法以及材料模型逡逑選取的正確性，同時(shí)也間接證明了材料參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性。當(dāng)彈體侵徹靶板初期，靶板逡逑發(fā)生剪切變形，形成塞塊，隨著侵徹的深入，彈體對(duì)靶板的破壞為擴(kuò)孔型破壞，形成花逡逑瓣型破口，使得破口邊緣發(fā)生翻卷。逡逑（ａ）試驗(yàn)結(jié)果（破口直徑為１１５ｍｍ）邐（ｂ）數(shù)值結(jié)果（破口直徑為１１７．５ｍｍ）逡逑圖２．４數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比逡逑對(duì)于彈道特性而言，由于本工況為垂直侵徹，且靶板為均質(zhì)靶板，因此不存在彈道逡逑１４逡逑

邐０．２３８邐６７．７５逡逑破口半徑隨網(wǎng)格尺寸的變化圖如圖２．３所示：逡逑６８邋］邋？逡逑６６邋＿逡逑Ｉ＂：邐＼＼逡逑靼－邐＼逡逑亦邋６０邋＿逡逑ｎ邋．邐＼逡逑e５８—邐？逡逑５６邋Ｈ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ邋１邋Ｉ逡逑０．２５邐０．２０邐０．１５邐０．１０邐０．０５邐０．００逡逑網(wǎng)格尺寸／彈體直徑（ｄ／２ｒ）逡逑圖２．３破口半徑隨網(wǎng)格尺寸變化逡逑２．２．３數(shù)值驗(yàn)證逡逑基于上述計(jì)算，將靶板破壞模式計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)［５２］中的試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，對(duì)比試逡逑驗(yàn)與數(shù)值模擬如圖２．４所示，文獻(xiàn)中破口直徑為〗１５ｍｍ，本文的數(shù)值計(jì)算結(jié)果為１１７．５ｍｍ，逡逑誤差約為２．１７％，滿足工程精度的要求，可以認(rèn)為本文所選取的數(shù)值算法以及材料模型逡逑選取的正確性，同時(shí)也間接證明了材料參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性。當(dāng)彈體侵徹靶板初期，靶板逡逑發(fā)生剪切變形，形成塞塊，隨著侵徹的深入，彈體對(duì)靶板的破壞為擴(kuò)孔型破壞，形成花逡逑瓣型破口，使得破口邊緣發(fā)生翻卷。逡逑（ａ）試驗(yàn)結(jié)果（破口直徑為１１５ｍｍ）邐（ｂ）數(shù)值結(jié)果（破口直徑為１１７．５ｍｍ）逡逑圖２．４數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比逡逑對(duì)于彈道特性而言，由于本工況為垂直侵徹，且靶板為均質(zhì)靶板，因此不存在彈道逡逑１４逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王東寧;富秀榮;;子彈侵徹鋼板與織物的有限元模擬分析[J];天津紡織科技;2019年06期

2 蘇羅川;宜晨虹;劉文杰;湯鐵鋼;;輕質(zhì)抗侵徹材料及結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀[J];兵器裝備工程學(xué)報(bào);2018年01期

3 李爭;劉元雪;譚儀忠;張?jiān)?;鎢合金動(dòng)能彈超高速侵徹鋼靶的破壞特性[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2016年01期

4 惠江海;尚雅玲;許皓文;;戰(zhàn)斗部高速侵徹過載隨外形變化規(guī)律[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2015年05期

5 Sniper;;雷霆快槍,誰來買賬[J];小哥白尼(軍事科學(xué)畫報(bào));2017年02期

6 于潤祥;石庚辰;;硬目標(biāo)侵徹引信計(jì)層技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);2013年05期

7 何麗靈;陳小偉;;高速深侵徹概念彈質(zhì)量損失及頭形鈍化的表征模型[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年10期

8 楊建超;左新建;何翔;金棟梁;;彈體高速侵徹混凝土質(zhì)量侵蝕實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2012年01期

9 張莉英;付宏鴿;鄭廣花;;侵徹彈對(duì)建筑物目標(biāo)的毀傷仿真研究[J];戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù);2010年01期

10 曾必強(qiáng);姜春蘭;李明;茶曉燕;;侵徹彈斜侵徹多層介質(zhì)的三維數(shù)值仿真[J];彈道學(xué)報(bào);2008年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 武海軍;黃風(fēng)雷;王一楠;;高速彈體非正侵徹混凝土試驗(yàn)研究[A];第八屆全國爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

2 蔣建偉;門建兵;王樹有;;混凝土侵徹?cái)?shù)值計(jì)算方法的對(duì)比分析[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

3 呂中杰;;彈體斜侵徹混凝土過程中的方向偏轉(zhuǎn)[A];第九屆全國沖擊動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

4 呂中杰;徐鈺巍;段卓平;黃風(fēng)雷;;帶弱連接結(jié)構(gòu)彈體斜侵徹混凝土[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

5 徐翔云;沈俊;陳小偉;何翔;;彈體高速侵徹混凝土效應(yīng)理論研究[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

6 屈超;郭偉國;左紅星;;侵徹參數(shù)變化對(duì)減加速度曲線的影響[A];第六屆全國爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 張柏華;陳宜亨;姚成寶;;高速碎片侵徹某型號(hào)靶材的破壞概率研究[A];第十屆全國沖擊動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

8 姜茜;李金柱;;彈丸非正侵徹加筋板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

9 邵長順;梁增友;王耀琦;趙文杰;鄧德志;;彈體斜侵徹復(fù)合靶數(shù)值模擬研究[A];OSEC首屆兵器工程大會(huì)論文集[C];2017年

10 路志超;董永香;葛超;宋卿;;剛性彈丸對(duì)中厚靶斜侵徹彈道特性研究[A];第六屆全國強(qiáng)動(dòng)載效應(yīng)及防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議暨2014年復(fù)雜介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 本報(bào)專稿 陳光文;以伊“矛盾戰(zhàn)”驟然升級(jí)[N];世界報(bào);2012年

2 謝方;“戰(zhàn)斗”在這里打響[N];解放軍報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄧勇軍;鋼筋混凝土靶侵徹的動(dòng)態(tài)空腔膨脹阻力模型研究[D];中國工程物理研究院;2019年

2 盧正操;混凝土侵徹模型及其熱力學(xué)本構(gòu)模型研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 劉志林;卵形頭部動(dòng)能彈高速侵徹鋼筋混凝土機(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2018年

4 滿曉飛;短間隔多次高沖擊實(shí)驗(yàn)裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2017年

5 孫其然;彈道材料沖擊響應(yīng)的若干問題研究[D];南京理工大學(xué);2018年

6 馮君;混凝土材料離散單元多尺度模擬及其在侵徹問題中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2017年

7 楊華偉;尖卵形長桿彈侵徹半無限混凝土靶的動(dòng)力學(xué)行為研究[D];太原理工大學(xué);2018年

8 王樹有;串聯(lián)侵徹戰(zhàn)斗部對(duì)鋼筋混凝土介質(zhì)的侵徹機(jī)理[D];南京理工大學(xué);2006年

9 劉飛;爆炸成型彈丸（EFP）研制及其工程破壞效應(yīng)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

10 王政;彈靶侵徹動(dòng)態(tài)響應(yīng)的理論與數(shù)值分析[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡佳玉;彈體高速侵徹混凝土靶的質(zhì)量侵蝕研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 蘇思友;磁敏感侵徹計(jì)層方法的仿真與模擬實(shí)驗(yàn)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2019年

3 康玉彪;N形裝甲板抗穿甲彈侵徹性能數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2019年

4 徐振桓;彈目結(jié)合的艦船多層靶標(biāo)毀傷等效性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

5 李強(qiáng);面向空間碎片清除的可重復(fù)侵徹飛錨系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

6 張?jiān)?不同速度撞擊下卵形彈侵徹混凝土靶的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

7 劉永佑;剛性平頭彈侵徹鋼筋混凝士的阻力研究[D];太原理工大學(xué);2019年

8 劉宇航;玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯基復(fù)合材料的侵徹性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

9 韓曉斐;多層侵徹炸藥裝藥應(yīng)力仿真與測(cè)試技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2019年

10 黃用;基于電容檢測(cè)的抗高沖擊計(jì)層傳感器設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2759040