發(fā)布時間：2020-04-21 05:06

【摘要】：鋼管約束混凝土具有優(yōu)良的抗侵徹性能,在防護工程中應用前景廣闊。本文在現有圓鋼管約束混凝土抗侵徹性能和機理研究的基礎上,開展了多邊形鋼管約束混凝土靶結構單元抗侵徹試驗、數值模擬和工程模型研究,揭示了抗侵徹機理,建立了剛性彈侵徹約束混凝土靶工程模型,為約束混凝土在防護結構中的應用提供了重要依據,具有重要的工程應用價值。本文主要創(chuàng)新性工作如下:1、進行了正六邊形、正方形和圓形鋼管約束混凝土靶抗12.7mm硬芯槍彈侵徹試驗,得到了破壞模式和主要損傷參數。結果表明:正六邊形鋼管約束混凝土靶的抗侵徹性能優(yōu)于圓形和正方形鋼管約束混凝土靶;圓形鋼管約束混凝土靶漏斗坑表面裂紋沿圓周均勻分布,混凝土側面存在主裂紋;多邊形鋼管約束混凝土靶漏斗坑表面裂紋主要分布在對角線附近,混凝土側面裂紋密而細;當偏心率小于0.35時,彈著點偏心距對多邊形鋼管約束混凝土靶的侵徹深度影響較小。2、基于侵徹試驗,運用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,深入研究了鋼管約束混凝土靶的抗侵徹機理,重點分析了正六邊形鋼管壁厚和邊長對抗侵徹性能的影響,得到了混凝土和鋼管應力的分布規(guī)律及影響正六邊形鋼管約束混凝土靶抗侵徹性能的因素。結果表明:鋼管約束混凝土靶存在鋼管約束和外圍混凝土自約束雙重作用;鋼管約束效應可分為應力波效應和彈丸擴孔階段的徑向約束效應,且以后者為主;圓形鋼管受徑向均布壓力作用,鋼管壁處于簡單拉伸狀態(tài);多邊形鋼管壁受不均勻內壓作用,鋼管壁發(fā)生面內拉伸變形和面外彎曲變形;圓形鋼管約束混凝土靶的應力沿圓周近似均勻分布,多邊形鋼管約束混凝土靶在對角線附近形成高應力區(qū),正六邊形鋼管約束混凝土靶小間距的高應力區(qū)提高了約束作用。壁厚和邊長同時影響正六邊形鋼管約束混凝土靶的抗侵徹性能,優(yōu)化壁厚和邊長的匹配可以得到較優(yōu)的抗侵徹性能,對于本文彈丸,較優(yōu)的匹配為:邊長47.5mm,壁厚3.5mm。3、首次提出粉碎區(qū)混凝土采用M-G準則,建立了約束混凝土的動態(tài)空腔膨脹模型和相應的剛性彈侵徹約束混凝土厚靶工程模型,分析了約束剛度和擴孔速度對空腔膨脹過程、擴孔壓力以及響應模式的影響。結果表明:在一定范圍內,增大約束剛度,可有效提高侵徹阻力;工程模型與硬芯槍彈侵徹鋼管約束混凝土靶試驗吻合較好,侵徹深度最大誤差約為16%。
【圖文】：

1.5 本文主要內容及安排本文研究涉及鋼管約束混凝土靶侵徹試驗、數值模擬和工程模型三方面，研究流程及技術路線如圖1.2所示。首先，進行了12.7mm硬芯槍彈侵徹多邊形鋼管約束混凝土靶結構單元（后文簡稱為約束混凝土靶）試驗；然后，在侵徹試驗的基礎上，考慮鋼管約束混凝土在遮彈結構中的應用，通過數值模擬重點開展了多邊形鋼管約束混凝土靶抗侵徹機理和正六邊形鋼管尺寸匹配分析；最后，基于M-G（Modified Griffith）準則，，建立了約束混凝土有限空腔膨脹理論和剛性彈侵徹約束混凝土厚靶工程模型。本文內容安排如下：第一章，緒論。闡述了本文研究背景和意義，從侵徹試驗、數值模擬和工程模型三方面對混凝土侵徹問題的研究現狀進行了總結，并指出了存在的問題。第二章

性能的影響；C140、T161 和 S213 系列靶含9.06%，主要探討鋼管形狀對約束混凝土靶抗規(guī)格限制，含鋼率略小。每種規(guī)格試件分別著靶姿態(tài)為中心正入射，著靶速度分別為 60徹速度的影響。試驗中射擊數量根據試驗情每種規(guī)格靶至少有一個有效侵徹深度數據。合比密實性和便于工程應用，試件采用自密實混自密實混凝土應用技術規(guī)程》（JGJ/T283-2012經試配并測量坍落拓展度（見圖 2.1 和表 2.2）示。其中：水泥為 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥；料為碎石，最大粒徑 15mm；減水劑為液體聚粉煤灰質量等級為Ⅱ級；并引入消泡劑以保
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：E95;TU398.9

【參考文獻】

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本文編號：2635398