本文關(guān)鍵詞：基于細(xì)觀模型剛性彈正侵徹混凝土彈道偏轉(zhuǎn)規(guī)律研究

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【摘要】：彈體正侵徹混凝土靶板,彈道大致可分為開坑區(qū)、隧道區(qū)和崩塌區(qū),侵徹過程中彈體側(cè)向受力均勻,運動姿態(tài)不發(fā)生改變,彈道中心線可看作是垂直于靶板初始撞擊面的一條直線。然而,從細(xì)觀層次對混凝土材料進(jìn)行考慮,可將其看作為多相復(fù)合的材料,且各相材料力學(xué)性能差異較大,彈體侵徹過程中彈體受到不對稱側(cè)向力作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,運動姿態(tài)發(fā)生改變。本文就剛性彈正侵徹混凝土問題,建立混凝土靶板細(xì)觀模型,探究影響侵徹過程中彈道偏轉(zhuǎn)的因素及規(guī)律。本文根據(jù)剛體平面運動理論簡化彈體侵徹過程,并通過對彈體侵徹進(jìn)行過程分析,獲得影響彈道偏轉(zhuǎn)的因素:骨料和砂漿強(qiáng)度、彈體侵徹速度、骨料分布隨機(jī)性、彈頭形狀、彈粒比(彈體直徑與最大骨料粒徑之比)及彈體長徑比,并對以上因素進(jìn)行分類:前三者歸類為物理參數(shù),后四者歸類為幾何參數(shù)。為了進(jìn)一步探究各參數(shù)對剛性彈正侵徹混凝土靶板過程中彈道偏轉(zhuǎn)因素的影響規(guī)律,本文采用單一因素法對以上兩類參數(shù)進(jìn)行了分析,得到以下結(jié)論:(1)物理參數(shù)1)根據(jù)混凝土的材料特性,可認(rèn)為砂漿和骨料共同對正侵徹彈體提供軸向阻力,而隨機(jī)非均勻的骨料作用力與砂漿阻力之差則提供導(dǎo)致其偏轉(zhuǎn)的側(cè)向力。2)彈道偏轉(zhuǎn)角度隨混凝土砂漿強(qiáng)度隨骨料與砂漿間強(qiáng)度差的增大而增大;當(dāng)名義抗壓強(qiáng)度較小時,彈體偏轉(zhuǎn)對砂漿強(qiáng)度變化的敏感度顯著大于骨料強(qiáng)度變化的影響。3)在剛性彈假設(shè)下,彈體運動姿態(tài)隨著彈體侵徹速度增加而更加穩(wěn)定,即偏轉(zhuǎn)角隨著靶速度增加而減小。(2)幾何參數(shù)1)骨料分布隨機(jī)性對彈體偏轉(zhuǎn)影響顯著。2)彈頭越尖,彈體偏轉(zhuǎn)角度越大,當(dāng)彈頭曲徑比大于4后,其對彈體偏轉(zhuǎn)角度的影響不顯著。3)彈體偏轉(zhuǎn)角度隨彈粒比值的增加而減小,彈粒比大于2后,彈體偏轉(zhuǎn)不顯著,靶板可考慮采用均勻直接建模。4)彈體偏轉(zhuǎn)角度隨彈體長徑比增加而減小,長徑比小于7時,其對彈體偏轉(zhuǎn)影響顯著,長徑比大于7時,彈體幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn),此時,靶板可考慮采用均勻介質(zhì)建模。
【關(guān)鍵詞】：隨機(jī)骨料 剛性彈 正侵徹 彈道偏轉(zhuǎn) 影響規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410;TU528
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究的意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 混凝土靶板侵徹研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.2 隨機(jī)骨料模型發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 2 細(xì)觀模型介紹及材料本構(gòu)模型選取21-32
• 2.1 混凝土隨機(jī)骨料模型21-26
• 2.1.1 骨料級配理論簡介及骨料顆粒數(shù)確定21-23
• 2.1.2 蒙特卡洛法簡介23-24
• 2.1.3 隨機(jī)骨料模型的建立24
• 2.1.4 三維隨機(jī)骨料模型有限元網(wǎng)格24-26
• 2.2 混凝土各相材料本構(gòu)模型26-31
• 2.2.1 常用的混凝土本構(gòu)模型27-28
• 2.2.2 HJC模型介紹28-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 剛性彈侵徹運動分析32-46
• 3.1 工況說明32-36
• 3.1.1 混凝土靶板建模32-34
• 3.1.2 子彈建模34
• 3.1.3 彈體運動參數(shù)確定34-36
• 3.2 彈體運動姿態(tài)描述36-40
• 3.2.1 均勻介質(zhì)靶板侵徹36-37
• 3.2.2 隨機(jī)骨料靶板侵徹37-40
• 3.3 侵徹過程受力分析40-44
• 3.3.1 均勻混凝土靶板侵徹受力40-42
• 3.3.2 隨機(jī)骨料混凝土靶板侵徹受力42-44
• 3.4 偏轉(zhuǎn)影響因素分析44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 4 物理參數(shù)影響規(guī)律分析46-62
• 4.1 有限元模型及計算參數(shù)46-48
• 4.1.1 有限元計算模型46-47
• 4.1.2 計算參數(shù)47-48
• 4.2 骨料強(qiáng)度48-52
• 4.2.1 工況設(shè)計48-49
• 4.2.2 結(jié)果分析49-52
• 4.3 砂漿強(qiáng)度52-55
• 4.3.1 工況設(shè)計52
• 4.3.2 結(jié)果分析52-55
• 4.4 偏轉(zhuǎn)敏感度55-58
• 4.4.1 敏感度定義55
• 4.4.2 敏感度計算55-58
• 4.5 侵徹速度58-60
• 4.5.1 工況設(shè)計58
• 4.5.2 結(jié)果分析58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 5 幾何參數(shù)影響規(guī)律分析62-74
• 5.1 骨料分布位置62-64
• 5.1.1 工況設(shè)計62-63
• 5.1.2 結(jié)果分析63-64
• 5.2 彈頭形狀64-67
• 5.2.1 工況設(shè)計64-65
• 5.2.2 結(jié)果分析65-67
• 5.3 彈粒比67-70
• 5.3.1 工況設(shè)計68
• 5.3.2 結(jié)果分析68-70
• 5.4 彈體長徑比70-73
• 5.4.1 工況設(shè)計70-71
• 5.4.2 結(jié)果分析71-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 1 結(jié)論74
• 2 展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果80
• 1 發(fā)表論文80
• 2 科研項目80

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本文編號：754175