【摘要】：隨著深層工事目標(biāo)越埋越深,更多的深層目標(biāo)采用巖石等自然防護(hù)層,其抗打擊能力越來越強(qiáng),這對深侵徹戰(zhàn)斗部毀傷能力的要求也越來越高。開展彈體高速侵徹巖石的作用過程研究對深侵徹戰(zhàn)斗部的設(shè)計具有十分重要的參考價值。本文圍繞撞擊速度為1000～3000m/s下彈體垂直侵徹巖石靶體的作用過程,采用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法分析了彈體對典型巖石靶體的侵徹作用過程,并對侵徹過程中靶體阻力以及高速侵徹狀態(tài)轉(zhuǎn)變速度的影響因素進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容包括:(1)彈體高速侵徹典型巖石靶試驗(yàn)研究基于30mm彈道炮試驗(yàn)平臺開展了卵形彈體高速侵徹典型巖石類靶體的試驗(yàn)研究,分析了大范圍著速下彈體侵徹花崗巖的侵徹深度以及沖擊開坑狀態(tài)隨沖擊速度的變化規(guī)律,對比分析了不同巖石靶體在高速沖擊下的噴濺形態(tài)變化以及開坑情況,為高速彈體侵徹巖石靶體的數(shù)值仿真以及理論模型計算提供參考。(2)巖石靶體抗侵徹阻力模型研究對金屬與典型巖石材料中的動態(tài)空腔過程進(jìn)行了對比分析,分析認(rèn)為:相對于金屬材料的空腔膨脹過程,巖石材料中的空腔膨脹理論其使用的強(qiáng)度準(zhǔn)則更為復(fù)雜因而難以直接應(yīng)用到高速侵徹模型中。采用理論分析結(jié)合數(shù)值模擬的方法求解了巖石靶體在高速侵徹下的靶體阻力,為建立彈體高速侵徹巖石類靶體的動力學(xué)模型提供了參考。(3)大范圍著速彈體對巖石靶體侵徹動力學(xué)模型研究基于空腔膨脹理論建立剛性彈體侵徹巖石靶體的侵徹深度模型;對彈體高速侵徹巖石靶體時的靶體阻力進(jìn)行分析,確定了空腔范圍隨侵徹速度的變化關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上建立了彈體高速侵徹時靶體阻力與侵徹速度之間的函數(shù)關(guān)系;基于侵徹金屬靶體材料的侵徹轉(zhuǎn)變速度算法,建立彈體侵徹巖石類靶體材料的侵徹轉(zhuǎn)變速度模型。將剛性體與變形體侵徹模型組合建立了一個描述彈體高速侵徹巖石類靶體的組合分析理論模型。(4)大范圍著速侵徹轉(zhuǎn)變速度影響因素研究基于有限元軟件AUTODYN-2D,對大范圍著速下的長桿彈侵徹問題進(jìn)行了數(shù)值仿真研究,建立了彈體侵徹半無限靶數(shù)值模型。對彈體侵徹巖石材料問題進(jìn)行了數(shù)值仿真。并采用該模型研究了彈體材料硬度,彈體頭部形狀,彈體靶體材料對侵徹狀態(tài)轉(zhuǎn)變速度的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ410
【圖文】：

碩十學(xué)位論文邐彈體高諫停徹典銦畀石靶體作用討z研究逡逑最后彈體會進(jìn)入彈性恢復(fù)階段：在侵徹結(jié)束時，由于靶體材料的彈性恢復(fù)，使得侵徹深逡逑度略微減小。逡逑Ｔａｔｅ［４２＿４３＿邋Ａｌｅｋｓｅｅｖｓｋｉｉ［４４］提出的Ａ－Ｔ方程是較早描述彈體高速侵徹問題的理論模逡逑型，其在流體動力學(xué)基礎(chǔ)上引入彈靶強(qiáng)度再結(jié)合彈體長度變化以及動量守恒方程建立了逡逑侵徹侵蝕方程組。逡逑高光發(fā)基于侵徹流體動力學(xué)模型，從最簡單的Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ方程出發(fā)，對Ａ－Ｔ模型逡逑進(jìn)行了推導(dǎo)，并討論了長桿彈垂直侵徹半無限金屬靶板的相關(guān)理論。分析認(rèn)為，當(dāng)彈體逡逑的入射速度較高時，彈體與靶板的沖擊產(chǎn)生的壓力遠(yuǎn)大于彈靶屈服強(qiáng)度，此時彈體材料逡逑靶板材料強(qiáng)度對于侵徹行為的影響都可以忽略，也就是在超高速情況下彈靶材料密度將逡逑決定其最終的侵徹深度。逡逑

（ａ）侵徹速度與入射速度關(guān)系邐（ｂ）歸一化深度與入射速度關(guān)系逡逑圖１．１侵徹深度－速度關(guān)系州逡逑由于Ａ－Ｔ方程中靶體阻力項(xiàng)難以確定，Ａ－Ｔ方程的直接應(yīng)用存在一些困難。最早逡逑Ｔａｔｅ根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建議＆�。龋酰纾铮睿椋铮魪椥詷O限，而凡則取祀板材料Ｈｕｇｏｎｉｏｔ彈性極限逡逑的３．５倍［４４］。但許多學(xué)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)及理論分析發(fā)現(xiàn)此種假設(shè)存在一定誤差，因此后續(xù)學(xué)逡逑者對Ａ－Ｔ方程進(jìn)行了修正并提出了許多關(guān)于兄項(xiàng)的計算公式。逡逑Ａｎｄｅｒｓｏｎ等人首先在仿真的基礎(chǔ)上結(jié)合應(yīng)力場與速度場建立了高速侵徹模型［４６４８］，逡逑而后考慮了靶體背面的塑性變形并改進(jìn)了邋Ａ－Ｔ模型，其計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合較好［４９－５０］。逡逑國內(nèi)學(xué)者孫庚辰和吳錦云等［５１］、國外學(xué)者ＭａｙＳｅｌｅＳＳ［５２］等均從彈體受力等方面著手建立逡逑修正的長桿彈高速侵徹模型；張連生和黃風(fēng)雷［５３］采用Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ等人的方法，引入等效逡逑面積用以計算頭部為球形的長桿彈侵徹阻力。蘭彬和文鶴鳴ｔ５４］將靶體原塑性區(qū)分為流動逡逑區(qū)和塑性區(qū)，引入了靶體臨界侵徹速度ｔ／Ｆ0，并假設(shè)侵徹速度超過該速度后，靶體中擬逡逑流體區(qū)域厚度不變

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2716651