發(fā)布時(shí)間：2021-04-17 06:56

　　研究裝甲材料的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是很重要的課題,分析多層靶板結(jié)構(gòu)特性、破壞模式、破片特性等因素對(duì)靶板的抗沖擊穿透能力的影響,這對(duì)裝甲防護(hù)能力的改進(jìn)存在一定的指導(dǎo)作用。本文選用鎢合金球形破片和Q235鋼板作為研究對(duì)象,利用鎢球撞擊總厚度7.2mm的單層和不同厚度比的接觸式雙層靶試驗(yàn),分析了在不同工況下鎢球的彈道極限并且觀察了不同層狀結(jié)構(gòu)靶板的失效模式。試驗(yàn)結(jié)果表明:靶板的層結(jié)構(gòu)對(duì)抗沖擊穿透能力和彈道極限有重大影響。當(dāng)雙層靶的面板厚度與總厚度的比值為1/2時(shí),靶板具有比同厚度單層靶更強(qiáng)的抗沖擊穿透能力并且具有最高的彈道極限;當(dāng)比值為3/4時(shí),靶板的彈道極限與單層靶基本一樣;而厚度比為1/4的雙層靶的最低且抗沖擊穿透能力最弱。靶板的破壞模式與靶板的結(jié)構(gòu)、靶板的厚度以及破片侵徹靶板時(shí)的初始速度等因素有很大的關(guān)系。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了剛性球形破片撞擊接觸式雙層靶的穿透破壞理論模型,包括剪切沖塞能量消耗模型、局部凹陷變形的能量消耗模型、整體盤形變形的能量消耗模型以及球形破片穿透兩層目標(biāo)的能量消耗公式。經(jīng)理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果比較,兩者符合較好。根據(jù)計(jì)算和分析,雙層靶的失效模式是存在整體盤形變形的剪切沖塞破... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

彈丸穿透不同靶板的橫截面

中北大學(xué)學(xué)位論文5驗(yàn)研究。通過(guò)觀察撞擊過(guò)程中彈丸和靶板的形態(tài)變化，分析了疊層次序?qū)Π邪宓目箾_擊穿透能力的影響。試驗(yàn)研究可知，對(duì)于平頭彈丸和半球形頭彈丸，當(dāng)其侵徹雙層靶時(shí)，面板為薄板、背板為厚板的彈道極限要比面板為厚板、背板為薄板低，說(shuō)明疊層次序?qū)﹄p層靶的抗沖擊穿透能力的影響很大。但是對(duì)于卵形頭彈卻與平頭和半球形頭彈丸的影響規(guī)律相反[18]。除此之外，對(duì)于平頭和卵形頭彈丸，彈道極限與靶板層數(shù)呈負(fù)相關(guān)；對(duì)于半球形頭彈丸，彈道極限與靶板層數(shù)先呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)靶板的分層數(shù)持續(xù)增加時(shí)又呈正相關(guān)；隨著彈體撞擊前初始速度的增加，分層數(shù)這一因素對(duì)其彈道極限的影響減小[19]。（a）Ovoidprojectile，T2T2，v1=146.2m/s，vr=93.0m/s（b）Flatnoseprojectile，T2T2，v1=154.3m/s，vr=104.2m/s（c）Hemisphericalprojectile，T2T2，v1=141.2m/s，vr=74.1m/s圖1-2彈丸撞擊靶板的典型侵徹過(guò)程圖Figure1-2typicalpenetrationprocessdiagramofprojectilepenetrattingtargetplate2016年，郝鵬等通過(guò)輕氣炮撞擊試驗(yàn)研究了卵形彈丸正撞擊總厚度為2mm的2A12鋁合金單層靶和雙層靶，圖1-3中顯示出該試驗(yàn)的試驗(yàn)布置情況，分析了靶板

中北大學(xué)學(xué)位論文6的層狀結(jié)構(gòu)對(duì)靶板破壞形式和抗沖擊穿透能力的影響。研究分析表明，無(wú)論是單層靶還是雙層靶，靶板的失效模式均是花瓣破壞；但隨著初始速度的增加，靶板分層結(jié)構(gòu)對(duì)其抗沖擊穿透能力的影響逐漸減小[20]。圖1-3試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖Figure1-3schematicdiagramofExperimentalsystem1.2.2國(guó)內(nèi)外的理論分析現(xiàn)狀1979年，Marom和Bodner對(duì)平頭彈撞擊多層靶問(wèn)題提出了如下幾個(gè)假設(shè)：（1）無(wú)間隔式多層靶的第二層對(duì)面板的作用是通過(guò)壓縮應(yīng)力來(lái)抵擋面板的沖塞向前移動(dòng)；（2）彈丸穿透面板的殘余速度被用作擊中第二層的初始撞擊速度；（3）將面板的沖塞與破片看作是撞擊第二層板的新彈體。在假設(shè)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了無(wú)間隔式多層靶的彈道極限公式[21]。1988年，Radin和Goldsmith采用了同樣的方法，并且獲得了鈍頭和錐形頭彈丸穿透無(wú)間隔式多層靶的彈道極限公式[22]。1998年，Woodward和Cimpoeru建立了一個(gè)多層板的穿透模型，其中假設(shè)面板的失效模式為沖塞破壞，而其余各層靶板是通過(guò)整體碟形變形而使靶板失效的。此模型的計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中報(bào)道的試驗(yàn)結(jié)果十分吻合[23]。2005年，Liang等針對(duì)鈍頭彈撞擊多層靶問(wèn)題，提出了一種基于動(dòng)能守恒和動(dòng)量守恒定律的分析模型，該模型假設(shè)每層靶板的失效模式都是沖塞破壞，而且不考慮無(wú)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同形狀破片撞擊7A04-T6高強(qiáng)鋁合金板的數(shù)值仿真研究[J]. 張鐵純,路明建,蔡雄峰.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]破片模擬彈侵徹船用鋼靶板的計(jì)算模型[J]. 高照,侯海量,李永清.  高壓物理學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]平頭彈正侵徹單層和多層鋼靶的SPH模擬和解析分析[J]. 肖毅華,董晃晃,周建民.  振動(dòng)與沖擊. 2018(19)
[4]平頭彈穿透接觸式雙層金屬板的理論研究[J]. 任善良,文鶴鳴,周琳.  高壓物理學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]球形破片侵徹下鋼/鋁復(fù)合靶板的失效模式與吸能機(jī)理[J]. 周楠,王金相,張亞寧,郭海濤,蔣敬.  爆炸與沖擊. 2018(01)
[6]裝甲防護(hù)材料抗侵徹性能研究現(xiàn)狀[J]. 趙旭東,高興勇,劉國(guó)慶.  包裝工程. 2017(11)
[7]中厚鋼板抗破片高速侵徹的影響因素試驗(yàn)[J]. 張?jiān)?朱錫,陳長(zhǎng)海,侯海量,李茂.  船海工程. 2016(06)
[8]2A12鋁合金薄板對(duì)卵形頭彈抗沖擊性能研究[J]. 郝鵬,卿光輝,李建峰,鄧云飛,魏剛.  振動(dòng)與沖擊. 2016(17)
[9]Q235鋼單層及接觸式多層板對(duì)卵形頭彈抗侵徹特性[J]. 鄧云飛,李劍峰,孟凡柱.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(17)
[10]Q235鋼板對(duì)半球形頭彈抗侵徹特性[J]. 鄧云飛,孟凡柱,李劍鋒,魏剛.  爆炸與沖擊. 2015(03)

博士論文
[1]動(dòng)能彈在不同材料靶體中的侵徹行為研究[D]. 何濤.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]平頭彈穿透雙層金屬板的理論與數(shù)值模擬研究[D]. 任善良.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3143007