發(fā)布時間：2020-07-04 08:08

【摘要】：武器結(jié)構(gòu)在使用中發(fā)揮性能的過程也是結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷、破壞的過程,結(jié)構(gòu)在這個過程中的響應細節(jié)直接關(guān)系著武器的作戰(zhàn)效能,因此有必要針對殺爆戰(zhàn)斗部在高能炸藥作用下的膨脹斷裂與破碎機理進行研究,找出彈體材料結(jié)構(gòu)響應中細觀、宏觀性能對破片形成的影響規(guī)律,為軍事應用中的彈箭設計提供理論及技術(shù)支持。本文首先使用數(shù)值模擬的方法,研究了不同熱處理工藝對彈體材料力學性能、金屬組織構(gòu)成的影響,并建立了回火方程,獲得了回火時間、回火溫度與材料屈服強度之間的關(guān)系。然后,采用超高速攝影試驗,研究了不同熱處理殼體在炸藥加載下的膨脹斷裂過程,計算獲得膨脹斷裂時刻爆炸釋放能量的分布,建立了考慮殼體強度、戰(zhàn)斗部長徑比影響的破片初速計算公式,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。最后,通過破片水井回收試驗,研究了不同熱處理條件下彈體形成破片的質(zhì)量分布規(guī)律,基于試驗數(shù)據(jù)擬合獲得考慮斷裂韌性等參數(shù)的Mott分布,選取典型破片通過掃描電鏡等設備分析了經(jīng)過不同熱處理獲得的不同細觀結(jié)構(gòu)對殼體膨脹斷裂機制的影響。研究表明：隨著回火溫度的升高,40CrMnSiB與50SiMnVB兩種合金鋼的強度降低,韌性增強,在爆炸加載下殼體的斷裂機制由解理斷裂向準解理斷裂轉(zhuǎn)變,殼體的斷裂模式由拉剪混合斷裂向剪切斷裂轉(zhuǎn)變；拉伸裂紋與剪切裂紋交織、擴展導致殼體破碎,隨著回火溫度的升高,殼體剪切裂紋形核時間與拉伸裂紋相比逐步提前。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410.5
【圖文】：

使用較為廣泛的是Ｇｕｒｎｅｙ公式ｔＷ，但由于Ｇｕｍ巧公式的推導過程強度等力學參數(shù)，對于同一材料熱處理的影響更未涉及，近些年來國展開了研究。國外Ｔｒａｃｙ邋Ｊ．邋Ｖｏｇｌｅｒ等人對幾種材料Ｗ及交貨狀態(tài)和不ｅｒＭｅｔｌＯＯ材料在爆炸作用下斷裂行為做了研究，視！Ｊ試了它們的強度，速度，并使用ＣＴＨ程序進行了仿真計算，使用多種實驗手段研究了破Ｖ．Ｍ．邋Ｇｏｌｄ等人基于ＣＡＬＥ程序發(fā)展建立了新的程序ＰＡＦＲＡＧ，該炸作用下破片和彈藥的性能，其結(jié)果與實驗吻合較好國內(nèi)金山Ｗ理后的４５＃鋼的動態(tài)膨脹斷裂過程進行研究，獲得熱處理殼體的平均１．４ｋｍ／ｓ，破片的速度相差不大，但對于殺爆戰(zhàn)斗部常用高破片率彈體用下，不同熱處理條件對破片速度是否有影響仍需要進一步研究。逡逑斷裂模式逡逑人們對殼體的動態(tài)膨脹斷裂研究的深入，Ｗ及高速攝影、掃描電子顯技術(shù)的發(fā)展，獲得膨脹斷裂過程清晰的影像技術(shù)相對成熟，如圖１公５碎過程中裂紋的萌生、擴展機制、細觀斷裂機理與宏觀破片尺寸關(guān)聯(lián)、模式之間的關(guān)系Ｗ及膨脹斷裂過程中的絕熱剪切成為了當前眾多研究

式（２．２６）為非線性方程，求解時需要線性化。逡逑２N４溫度、相變及應力的z1合計算逡逑熱處理過程中，溫度場、組織場、應力場的相互岕合關(guān)系ｔ７５巧日圖２．１所示。其中，逡逑相變、傳熱、變形已經(jīng)有了比較成熟的理論：相變動力學、傳熱學、彈塑性力學。逡逑（溫度１逡逑＿應桯誘導相變＿逡逑姐織應力和相變塑性逡逑圖２．１熱處理過程中溫度、組織、應力應變影響關(guān)系示意圖逡逑為考慮相變、應力對材料內(nèi)部溫度的影響，將相變潛熱、變形功Ｗ內(nèi)熱源項引入逡逑Ｆｏｕｒｉｅｒ?qū)岱匠蹋郏罚叮荩唧w如下：逡逑１５逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 崔亞;張治民;倪楊;;熱處理對50SiMnVB鋼的動態(tài)性能與組織的影響[J];兵器材料科學與工程;2008年04期

2 張鳳國,李恩征;大應變、高應變率及高壓強條件下混凝土的計算模型[J];爆炸與沖擊;2002年03期

3 湯鐵鋼,谷巖,李慶忠,華勁松,孫學林;爆轟加載下金屬柱殼膨脹破裂過程研究[J];爆炸與沖擊;2003年06期

4 金山;湯鐵鋼;孫學林;李慶忠;;不同熱處理條件下45鋼柱殼的動態(tài)性能[J];爆炸與沖擊;2006年05期

5 趙錚;陶鋼;杜長星;;爆轟產(chǎn)物JWL狀態(tài)方程應用研究[J];高壓物理學報;2009年04期

6 劉明濤;湯鐵鋼;胡海波;李慶忠;胡秀章;李永池;;不同起爆方式下炸藥驅(qū)動柱殼膨脹斷裂的數(shù)值模擬[J];爆炸與沖擊;2014年04期

7 朱建士,陳裕澤;核武器研制中的力學問題[J];力學與實踐;2002年01期

8 顧劍鋒;潘健生;;智能熱處理及其發(fā)展前景[J];金屬熱處理;2013年02期

9 崔琳;50SiMnVB 鋼件底表面裂紋分析[J];山西機械;1998年01期

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1 劉明濤;剪切帶演化模型及其在模擬柱殼內(nèi)外爆剪切失穩(wěn)中的應用[D];中國科學技術(shù)大學;2014年

本文編號：2740867