發(fā)布時間：2020-04-09 02:49

【摘要】：采用聚四氟乙烯作為串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級裝藥的藥型罩材料能夠?qū)崿F(xiàn)對帶殼裝藥的穿而不爆,但由于純PTFE動態(tài)力學性能弱,存在侵徹能力不足的問題。在這一前提下,本文通過在PTFE中添加不同質(zhì)量分數(shù)的銅粉對其進行填充改性,設計并制備了三種不同密度的改性PTFE材料,利用萬能材料試驗機和霍普金森壓桿(SHPB)實驗裝置對其靜、動態(tài)力學性能進行實驗研究,獲得了不同密度改性PTFE在不同應變率下的應力-應變關(guān)系。利用AUTODYN-2D軟件對不同密度改性PTFE藥型罩的射流成型過程和對帶殼裝藥的穿而不爆進行了數(shù)值模擬研究,對比分析了材料密度的影響,并得到了改性PTFE對帶殼裝藥穿而不爆的u2d閾值。研究結(jié)果表明:(1)在準靜態(tài)試驗條件下,隨著材料密度的增大,改性PTFE材料抗拉強度和壓縮強度增大,拉伸斷裂伸長率變小。三種改性PTFE材料(密度由低到高)的壓縮強度比純PTFE分別提高了22.3%、27.1%和33.8%。(2)動態(tài)沖擊下,改性PTFE材料力學性能表現(xiàn)出明顯的應變率強化現(xiàn)象,壓縮強度和臨界應變明顯隨著應變率提高而增大;材料的屈服強度和壓縮強度隨著密度的提高而提高。(3)利用靜態(tài)和動態(tài)壓縮實驗數(shù)據(jù),選用并擬合了不同密度改性PTFE材料在常溫下的Johnson-Cook本構(gòu)方程。(4)利用AUTODYN-2D有限元軟件對改性PTFE藥型罩形成的射流沖擊帶殼裝藥過程進行仿真,得到了三種改性PTFE材料射流對帶殼裝藥的起爆閾值分別為25.04mm3/μs2、24.805mm3/μs2和23.83mm3/μs2,數(shù)值接近Held給出的23mm3/μs2。(5)三種密度的改性材料均沒有引爆帶殼裝藥;針對2/4/2結(jié)構(gòu)帶殼裝藥,在3倍炸高下,隨著材料密度的提高,射流穿透面板和背板開孔直徑增大;,隨著材料密度提高,射流對主裝甲的侵徹深度增大,PTFE-1、PTFE-2和PTFE-3分別比PTFE的侵徹深度提高了28.3%、45.7%和74.0%;綜合對比,三種改性PTFE材料均能實現(xiàn)對帶殼裝藥的穿而不爆,在此前提下應選取PTFE-3材料作為串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級藥型罩材料,能夠有效提高毀傷元侵徹能力。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ410.4

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