民航飛機在運營過程中,經(jīng)常會受到外來物撞擊的威脅,因此研究飛機防護結構的抗沖擊性能具有實際的工程應用價值。防護結構的重量往往是設計過程中最被重視的因素之一,因此高強度的鋁合金在飛機強度結構上被大量使用�，F(xiàn)有飛機上使用的防護結構主要是單層結構,而這種結構存在著多種缺陷,作為單層結構的潛在優(yōu)化方式,雙層甚至多層防護結構受到更多的關注。本文以2A12-T4鋁合金薄板為研究對象,研究撞擊物的入射角度、靶板的分層和板間間隙對防護結構的抗沖擊特性的影響規(guī)律和轉化機理。首先,利用一級輕氣炮系統(tǒng)進行彈靶撞擊實驗,使用平頭彈撞擊三種等厚的2A12-T4鋁合金靶板（單層、接觸式雙層、間隙式雙層）。通過高速攝像機記錄撞擊過程和彈體撞擊前后的速度變化,并通過計算模型計算其彈道極限速度。通過對實驗結果進行分析,發(fā)現(xiàn)單層鋁合金板的抗沖擊性能高于接觸式雙層鋁合金板,且間隙式雙層靶板的抗沖擊性能受到彈體的運動姿態(tài)與塞塊干涉作用的影響呈現(xiàn)高中低三種情況。其次,選擇J-C本構模型和失效準則,通過ABAQUS/Explicit有限元軟件對實驗工況建立彈靶撞擊模型,將仿真結果與實驗結果進行比較,驗證仿真的有效性。在此基礎上,... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究意義及背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
第二章 雙層鋁合金靶板的正撞擊實驗研究
    2.1 實驗設置
        2.1.1 實驗設備
        2.1.2 彈體
        2.1.3 靶板
    2.2 實驗結果與分析
        2.2.1 彈體的彈道極限與能量變化分析
        2.2.2 彈靶撞擊過程與靶板的失效模式分析
        2.2.3 間隙式雙層鋁合數(shù)據(jù)離散性分析
    2.3 本章小結
第三章 雙層鋁合金靶板的正撞擊仿真研究
    3.1 仿真模型的有效性驗證
        3.1.1 仿真模型的材料參數(shù)設置
        3.1.2 仿真模型的建立
        3.1.3 仿真模型的有效性驗證結果
    3.2 正撞擊下小間隙式雙層鋁合金靶板抗沖擊性能數(shù)值仿真研究
        3.2.1 小間隙式雙層靶板彈道極限速度與能量變化
        3.2.2 小間隙式雙層靶板失效模式與變形量分析
    3.3 正撞擊下塞塊干涉現(xiàn)象數(shù)值仿真研究
        3.3.1 干涉面積對薄靶抗侵徹性能的影響
        3.3.2 干涉面積對中厚靶抗侵徹性能的影響
        3.3.3 塞塊著靶姿態(tài)對薄靶抗侵徹性能的影響
    3.4 本章小結
第四章 雙層鋁合金靶板的斜撞擊仿真研究
    4.1 單層靶板的斜撞擊數(shù)值仿真研究
        4.1.1 彈體的彈道極限與能量變化分析
        4.1.2 靶板撞擊失效過程分析
        4.1.3 靶板失效損傷機理分析
    4.2 接觸式雙層靶板的斜撞擊數(shù)值仿真研究
        4.2.1 彈體的彈道極限與能量變化分析
        4.2.2 靶板的撞擊失效過程分析
        4.2.3 靶板失效損傷機理分析
    4.3 間隙式雙層靶板的斜撞擊研究
        4.3.1 彈體的彈道極限與能量變化分析
        4.3.2 靶板的撞擊失效過程分析
        4.3.3 靶板失效損傷機理分析
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 本文主要完成的工作
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]彈體斜撞擊單層金屬薄靶的數(shù)值仿真[J]. 郭子濤,郭釗,張偉.  高壓物理學報. 2018(04)
[2]平頭彈撞擊角度對2A12-T4鋁合金板失效特性影響的數(shù)值模擬[J]. 胡靜,鄧云飛,崔亞男,張銀波.  中國機械工程. 2018(09)
[3]半球形頭彈不同角度沖擊下編織復合材料板的侵徹特性[J]. 鄧云飛,袁家俊,徐建新.  復合材料學報. 2018(04)
[4]裝甲防護材料抗侵徹性能研究現(xiàn)狀[J]. 趙旭東,高興勇,劉國慶.  包裝工程. 2017(11)
[5]航空鋁合金板抗鳥撞擊性能的數(shù)值模擬研究[J]. 賈寶惠,李劍峰,張峰,鄧云飛.  科學技術與工程. 2015(31)
[6]Whipple防護屏超高速碰撞碎片云動量分布研究[J]. 王惠,王昭,張德志,陳博,李捷,唐仕英.  兵工學報. 2014(S2)
[7]分層數(shù)對Q235鋼薄板抗侵徹性能的影響[J]. 鄧云飛,張偉,曹宗勝,宋健,王清林.  高壓物理學報. 2013(04)
[8]疊層順序對雙層A3鋼薄板抗侵徹性能的影響[J]. 鄧云飛,張偉,曹宗勝,葉楠,王洋.  爆炸與沖擊. 2013(03)
[9]2A12鋁合金本構關系和失效模型[J]. 張偉,魏剛,肖新科.  兵工學報. 2013(03)
[10]雙層A3鋼靶對平頭桿彈的抗侵徹性能研究[J]. 張偉,肖新科,郭子濤,慕忠成,魏剛.  高壓物理學報. 2012(02)

碩士論文
[1]鋁合金靶體在偏航斜撞擊下的抗侵徹特性研究[D]. 李劍峰.中國民航大學 2017
[2]間隙式雙層靶對平頭彈抗侵徹性能研究[D]. 劉兵.西南科技大學 2015
[3]鋁合金板抗桿彈撞擊性能研究[D]. 魏剛.哈爾濱工業(yè)大學 2010



本文編號：3694181