由于局部沖突和恐怖襲擊的客觀存在,裝甲防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是近年來兵器科學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對(duì)坦克、裝甲車輛、飛機(jī)等機(jī)動(dòng)性、靈活性的提高,研發(fā)新型材料或新型裝甲結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為裝甲防護(hù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。鋁合金材料由于具有較高強(qiáng)度、較低密度在輕質(zhì)裝甲設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。高聚物材料具有更低的密度和良好的延性,在個(gè)人防護(hù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足進(jìn)步,也具備成為輕質(zhì)裝甲材料的潛力。本文對(duì)鋁合金/高聚物雙層靶板抗沖擊特性進(jìn)行研究,為6082-T6鋁合金、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯組成的雙層防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。結(jié)合材料試驗(yàn)和文獻(xiàn)調(diào)研,可以擬合獲得6082-T6鋁合金的Johnson-Cook模型參量;通過靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和分離式霍普金森桿試驗(yàn)可以獲得LDPE和UHMWPE的C-S模型,并通過Abaqus進(jìn)行校驗(yàn),為有限元仿真研究奠定了基礎(chǔ)。利用彈道槍系統(tǒng)加載三種頭部形狀(平頭、尖頭、半球頭)剛性彈丸,對(duì)單層和復(fù)合層狀靶板進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。通過高速攝影機(jī)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到彈體在不同彈靶條件下的剩余-初始速度曲線以及靶板的彈道極限速度。分析靶板破孔形狀、侵徹過程高速攝影圖象、塞塊特征可以對(duì)靶板破壞模式進(jìn)行較為詳細(xì)的分析。彈道試驗(yàn)結(jié)果表明單層鋁合金典型的破壞模式為沖塞破壞,能形成規(guī)則圓形破孔和圓柱形塞塊。在尖頭彈和半球頭彈作用下,鋁合金背板上出現(xiàn)徑向裂紋,該現(xiàn)象并未在平頭彈作用下出現(xiàn)。而LDPE和UHMWPE板厚度較小時(shí)表現(xiàn)出明顯的脆性,破壞模式為沖塞破壞,而在厚度較大時(shí)表現(xiàn)出明顯的粘彈性特征。在試驗(yàn)速度范圍內(nèi),復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板抗沖擊特性高于同面密度的單層聚合物靶板,但低于同等面密度的單層鋁合金板。選取典型的復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板進(jìn)行數(shù)值仿真研究,分析靶板能量耗散規(guī)律,在彈丸沖擊作用下,靶板主要通過鋁合金塑性變形耗散能量,聚合物能起到一定的緩沖作用。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ810.38
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 雙層復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 試驗(yàn)研究
        1.2.2 數(shù)值模擬研究
        1.2.3 解析方法研究
        1.2.4 研究現(xiàn)狀分析與總結(jié)
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 6082-T6鋁合金、LDPE、UHMWPE本構(gòu)關(guān)系
    2.1 引言
    2.2 本構(gòu)關(guān)系
        2.2.1 基于J-C的本構(gòu)關(guān)系
        2.2.2 基于C-S的本構(gòu)關(guān)系
    2.3 材料力學(xué)試驗(yàn)
        2.3.1 6082-T6鋁合金力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 6082-T6鋁合金材料模型
        2.3.3 LDPE、UHMWPE力學(xué)試驗(yàn)
        2.3.4 LDPE、UHMWPE材料模型
    2.4 本章小節(jié)
第3章 單層靶抗侵徹特性
    3.1 彈道試驗(yàn)系統(tǒng)與測試方法
    3.2 試驗(yàn)研究
        3.2.1 單層 6082-T6抗侵徹特性分析
        3.2.2 單層LDPE/UHMWPE抗侵徹特性分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙層 6082-T6/UHMWPE、6082-T6/LDPE靶的抗侵徹特性
    4.1 引言
    4.2 不同厚度LDPE板與 6mm6082-T6板復(fù)合結(jié)構(gòu)的沖擊數(shù)據(jù)
    4.3 層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板與單層靶板抗沖擊性能對(duì)比
    4.4 復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板穿甲有限元仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龍書珍;;北約國模擬靶板圖片介紹之三[J];現(xiàn)代兵器;1981年10期

2 龍書珍;;北約國模擬靶板圖片介紹之四[J];現(xiàn)代兵器;1981年11期

3 董嘉祥,韓永令,王步震,朱清敏;薄靶板脫圈原因分析[J];兵器材料科學(xué)與工程;1985年03期

4 馬振洲;;靶板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];光學(xué)工程;1986年04期

5 金建明,唐平;艦舷結(jié)構(gòu)與均質(zhì)靶板的等效方法研究[J];彈道學(xué)報(bào);2000年01期

6 楊超,趙寶榮,付克勤,王玉玲;剩余速度與靶板厚度關(guān)系的研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2003年06期

7 紀(jì)沖,龍?jiān)?萬文乾;桿式彈丸貫穿金屬靶板數(shù)值模擬及影響因素研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2005年03期

8 吳義田;張慶明;;近距離爆炸下不同厚度靶板的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年07期

9 諶勇;汪玉;唐平;楊世全;華宏星;;加筋靶板抗穿透特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2008年03期

10 黃廣炎;馮順山;吳廣;;靶板在彈丸低速?zèng)_擊作用下的彈性恢復(fù)規(guī)律[J];爆炸與沖擊;2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 張曉晴;陶瓷/金屬復(fù)合靶板受變形彈體撞擊問題的研究[D];太原理工大學(xué);2003年

2 孫煒海;錐頭彈丸正撞擊下金屬靶板破壞模式的理論和數(shù)值模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

3 吳喬國;不同材料靶板的抗彈性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王利彬;C/C復(fù)合材料高溫高速撞擊實(shí)驗(yàn)與損傷性能評(píng)價(jià)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 許榮國;近地面靶板的激光散射特性實(shí)驗(yàn)與理論研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

3 秦翔宇;鋁合金—高聚物層狀復(fù)合靶板抗沖擊性能研究[D];北京理工大學(xué);2016年

4 劉飛;陶瓷復(fù)合靶板抗30彈偏心入射機(jī)理研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

5 鄭魏婧;大型紅外靶板熱輻射控制系統(tǒng)研究[D];長春理工大學(xué);2009年

6 張新;鈦合金靶板抗彈性能的數(shù)值模擬研究[D];中北大學(xué);2015年

7 羅通;纖維約束陶瓷復(fù)合靶板的制備及抗彈性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

8 麻震宇;側(cè)向約束陶瓷復(fù)合靶板抗彈機(jī)理研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

9 方卿;含鋁RDX炸藥的爆炸輸出特性及其對(duì)靶板作用規(guī)律研究[D];南京理工大學(xué);2009年

10 陳薇;纖維復(fù)合材料及其組合靶板的抗破片機(jī)理及彈道特性研究[D];南京理工大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2890446