頭部刻槽彈體對(duì)混凝土靶侵徹機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-10 17:54
動(dòng)能侵徹戰(zhàn)斗部是打擊加固和深層防御工事的有效手段,借助于其自身初始動(dòng)能侵入目標(biāo)內(nèi)部,依靠自身較小阻力結(jié)構(gòu)外形達(dá)到預(yù)期的侵徹深度,同時(shí)利用彈體內(nèi)部的高能炸藥對(duì)目標(biāo)進(jìn)行毀傷。為了滿足理想的侵徹性能要求,動(dòng)能彈的結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)及其對(duì)混凝土靶的侵徹深度研究尤為重要。頭部刻槽彈體是一種新型結(jié)構(gòu),通過彈體頭部刻槽,實(shí)現(xiàn)動(dòng)能彈非圓截面頭部結(jié)構(gòu),借助于這種頭部結(jié)構(gòu)與混凝土類靶體間的相互作用,達(dá)到提高侵徹深度的目的。頭部刻槽彈體侵徹性能的研究還處于探索階段,缺乏相關(guān)的研究成果。本文采用理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬三者相結(jié)合的方法研究典型頭部刻槽彈體侵徹混凝土靶問題,探究頭部刻槽彈體侵徹機(jī)理,確定頭部刻槽彈體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)侵徹性能影響規(guī)律,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶體局部相互作用模型基于局部相互作用理論思想,結(jié)合柱坐標(biāo)下的任意頭部形狀彈體外輪廓表示方法,發(fā)展完善了任意頭部形狀彈體侵徹混凝土靶兩階段的局部相互作用模型;诩饴研螐楏w結(jié)構(gòu),提出了頭部U形對(duì)稱刻槽彈體及頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體設(shè)計(jì)方法并定義了極坐標(biāo)下頭部刻槽彈體幾何結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)表征。結(jié)合局部相互作用理論,推導(dǎo)得到了頭部刻...
【文章來源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)說明
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 動(dòng)能彈侵徹混凝土靶問題研究現(xiàn)狀
1.2.2 新型結(jié)構(gòu)動(dòng)能彈優(yōu)化設(shè)計(jì)及其侵徹問題研究現(xiàn)狀
1.2.3 新結(jié)構(gòu)彈體侵徹效應(yīng)研究不足
1.3 本文研究的目的、手段和主要內(nèi)容
2 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶的局部相互作用模型
2.1 引言
2.2 侵徹問題的局部相互作用理論
2.3 任意頭部形狀彈體侵徹半無限厚混凝土靶的局部相互作用模型
2.3.1 彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析及基本假設(shè)
2.3.2 任意頭部形狀彈體侵徹半無限厚混凝土靶深度的局部相互作用模型
2.3.3 理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證
2.4 頭部刻槽彈體結(jié)構(gòu)幾何表征
2.4.1 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體結(jié)構(gòu)表征
2.4.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體結(jié)構(gòu)表征
2.5 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶深度局部相互作用模型
2.5.1 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶侵徹深度模型
2.5.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶侵徹深度模型
2.6 計(jì)算結(jié)果與分析
2.7 本章小結(jié)
3 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶的彈靶分離數(shù)值模擬
3.1 引言
3.2 彈靶分離數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介
3.3 頭部刻槽彈體侵徹模型的建立
3.3.1 有限元模型
3.3.2 材料模型及參數(shù)
3.3.3 初始邊界條件
3.4 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶數(shù)值模擬
3.4.1 彈靶分離數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證
3.4.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析
3.4.3 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析
3.5 本章小結(jié)
4 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶試驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 頭部刻槽彈體侵徹試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
4.3 試驗(yàn)彈體設(shè)計(jì)
4.4 試驗(yàn)靶體
4.5 侵徹試驗(yàn)結(jié)果
4.5.1 試驗(yàn)結(jié)果
4.5.2 彈體外彈道飛行穩(wěn)定性
4.5.3 回收彈體情況
4.5.4 侵徹后靶體宏觀破壞情況
4.6 侵徹試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
4.6.1 侵徹深度
4.6.2 頭部非對(duì)稱刻槽彈體侵徹自旋效應(yīng)
4.6.3 彈體侵徹深度理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
5 考慮尖楔劈裂效應(yīng)的靶體響應(yīng)力研究
5.1 引言
5.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹2A12鋁靶試驗(yàn)
5.2.1 試驗(yàn)靶體
5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
5.2.3 靶體宏觀破壞情況
5.3 尖楔嵌入侵徹模型
5.4 基于尖楔嵌入侵徹模型的靶體響應(yīng)力分析
5.5 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程差分計(jì)算模型
5.6 計(jì)算結(jié)果與分析
5.6.1 考慮尖楔劈裂效應(yīng)的靶體響應(yīng)力函數(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證
5.6.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程分析
5.6.3 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹深度影響因素分析
5.7 本章小結(jié)
6 考慮切向剪切效應(yīng)的空腔膨脹理論靶體響應(yīng)力研究
6.1 引言
6.2 考慮切向剪切效應(yīng)的空腔膨脹模型數(shù)值模擬研究
6.2.1 數(shù)值模擬模型
6.2.2 考慮剪切效應(yīng)的空腔膨脹模型數(shù)值模擬結(jié)果
6.3 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)柱形空腔膨脹模型研究
6.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)柱形空腔膨脹模型響應(yīng)分析
6.3.2 空腔膨脹響應(yīng)區(qū)分析
6.3.3 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)空腔膨脹靶體響應(yīng)力函數(shù)求解
6.4 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)空腔膨脹模型靶體響應(yīng)力影響因素分析
6.4.1 切向速度ω與徑向速度V比例K對(duì)空腔靶體響應(yīng)力的影響
6.4.2 單軸壓縮屈服強(qiáng)度Y對(duì)空腔靶體響應(yīng)力的影響
6.5 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程差分計(jì)算模型
6.6 計(jì)算結(jié)果與分析
6.6.1 考慮切向剪切效應(yīng)的靶體響應(yīng)力函數(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證
6.6.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程分析
6.6.3 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹深度影響因素分析
6.7 本章小結(jié)
7 結(jié)束語(yǔ)
7.1 研究工作總結(jié)
7.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 今后研究的發(fā)展方向
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]刻槽彈侵徹混凝土受力模型研究[J]. 張欣欣,武海軍,黃風(fēng)雷,段卓平,皮愛國(guó). 爆炸與沖擊. 2016(01)
[2]掘進(jìn)侵徹彈形與侵徹混凝土深度演繹過程研究[J]. 郭堅(jiān),潘緒超,何勇,龐春旭,鄧佳杰. 彈道學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]刻槽彈體旋轉(zhuǎn)侵徹鋁靶試驗(yàn)與數(shù)值模擬[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,張先鋒,郭磊. 彈道學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]刻槽彈體旋轉(zhuǎn)侵徹混凝土效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,張先鋒,李文彬,郭磊,潘緒超. 兵工學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]PREDICTION OF PROJECTILE PENETRATION AND PERFORATION BY FINITE CAVITY EXPANSION METHOD WITH THE FREE-SURFACE EFFECT[J]. Qin Fang,Xiangzhen Kong,Jian Hong,Hao Wu. Acta Mechanica Solida Sinica. 2014(06)
[6]彈頭形狀對(duì)高速侵徹效應(yīng)的影響[J]. 宋梅利,王曉鳴,李文彬,劉志林. 彈道學(xué)報(bào). 2014(03)
[7]異型頭部彈體增強(qiáng)侵徹性能機(jī)理研究[J]. 劉堅(jiān)成,黃風(fēng)雷,皮愛國(guó),柴傳國(guó),武海軍. 爆炸與沖擊. 2014(04)
[8]考慮靶體自由表面和開裂區(qū)影響的可變形彈體斜侵徹脆性材料的終點(diǎn)彈道分析[J]. 孔祥振,方秦,吳昊. 兵工學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]串聯(lián)隨進(jìn)戰(zhàn)斗部斜侵徹裝甲鋼板試驗(yàn)研究[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,杜忠華,郭磊. 彈道學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]一種用于破碎巖土的異型彈芯撞擊響應(yīng)分析[J]. 韓晶,王華,牛新立,焦國(guó)太. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(12)
博士論文
[1]小行星著陸裝置及其侵徹錨固的研究[D]. 趙志軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]異形頭部彈體對(duì)混凝土靶的侵徹效應(yīng)研究[D]. 柴傳國(guó).北京理工大學(xué) 2014
[3]混凝土侵徹與貫穿若干問題研究[D]. 楊陽(yáng).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[4]侵徹半無限厚靶的理論模型與數(shù)值模擬研究[D]. 樓建鋒.中國(guó)工程物理研究院 2012
[5]高速?gòu)楏w對(duì)混凝土侵徹效應(yīng)研究[D]. 趙曉寧.南京理工大學(xué) 2011
[6]剛性彈體對(duì)混凝土靶的侵徹與貫穿機(jī)理研究[D]. 黃民榮.南京理工大學(xué) 2011
[7]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
[8]彈靶侵徹動(dòng)態(tài)響應(yīng)的理論與數(shù)值分析[D]. 王政.復(fù)旦大學(xué) 2005
碩士論文
[1]彈體頭部形狀的侵徹規(guī)律研究及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李霞.湖南大學(xué) 2013
[2]卵形彈體侵徹混凝土靶侵蝕效應(yīng)研究[D]. 鄭浩.南京理工大學(xué) 2013
[3]自適應(yīng)侵深彈體頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究[D]. 朱新平.南京理工大學(xué) 2013
[4]深侵徹彈彈體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D]. 代廷靜.南京理工大學(xué) 2012
[5]彈體斜侵徹彈道快速預(yù)測(cè)方法研究[D]. 王松川.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3179798
【文章來源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)說明
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 動(dòng)能彈侵徹混凝土靶問題研究現(xiàn)狀
1.2.2 新型結(jié)構(gòu)動(dòng)能彈優(yōu)化設(shè)計(jì)及其侵徹問題研究現(xiàn)狀
1.2.3 新結(jié)構(gòu)彈體侵徹效應(yīng)研究不足
1.3 本文研究的目的、手段和主要內(nèi)容
2 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶的局部相互作用模型
2.1 引言
2.2 侵徹問題的局部相互作用理論
2.3 任意頭部形狀彈體侵徹半無限厚混凝土靶的局部相互作用模型
2.3.1 彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析及基本假設(shè)
2.3.2 任意頭部形狀彈體侵徹半無限厚混凝土靶深度的局部相互作用模型
2.3.3 理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證
2.4 頭部刻槽彈體結(jié)構(gòu)幾何表征
2.4.1 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體結(jié)構(gòu)表征
2.4.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體結(jié)構(gòu)表征
2.5 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶深度局部相互作用模型
2.5.1 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶侵徹深度模型
2.5.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶侵徹深度模型
2.6 計(jì)算結(jié)果與分析
2.7 本章小結(jié)
3 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶的彈靶分離數(shù)值模擬
3.1 引言
3.2 彈靶分離數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介
3.3 頭部刻槽彈體侵徹模型的建立
3.3.1 有限元模型
3.3.2 材料模型及參數(shù)
3.3.3 初始邊界條件
3.4 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶數(shù)值模擬
3.4.1 彈靶分離數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證
3.4.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析
3.4.3 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶過程分析
3.5 本章小結(jié)
4 頭部刻槽彈體侵徹半無限厚混凝土靶試驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 頭部刻槽彈體侵徹試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
4.3 試驗(yàn)彈體設(shè)計(jì)
4.4 試驗(yàn)靶體
4.5 侵徹試驗(yàn)結(jié)果
4.5.1 試驗(yàn)結(jié)果
4.5.2 彈體外彈道飛行穩(wěn)定性
4.5.3 回收彈體情況
4.5.4 侵徹后靶體宏觀破壞情況
4.6 侵徹試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
4.6.1 侵徹深度
4.6.2 頭部非對(duì)稱刻槽彈體侵徹自旋效應(yīng)
4.6.3 彈體侵徹深度理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
5 考慮尖楔劈裂效應(yīng)的靶體響應(yīng)力研究
5.1 引言
5.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹2A12鋁靶試驗(yàn)
5.2.1 試驗(yàn)靶體
5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
5.2.3 靶體宏觀破壞情況
5.3 尖楔嵌入侵徹模型
5.4 基于尖楔嵌入侵徹模型的靶體響應(yīng)力分析
5.5 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程差分計(jì)算模型
5.6 計(jì)算結(jié)果與分析
5.6.1 考慮尖楔劈裂效應(yīng)的靶體響應(yīng)力函數(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證
5.6.2 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程分析
5.6.3 頭部U形對(duì)稱刻槽彈體侵徹深度影響因素分析
5.7 本章小結(jié)
6 考慮切向剪切效應(yīng)的空腔膨脹理論靶體響應(yīng)力研究
6.1 引言
6.2 考慮切向剪切效應(yīng)的空腔膨脹模型數(shù)值模擬研究
6.2.1 數(shù)值模擬模型
6.2.2 考慮剪切效應(yīng)的空腔膨脹模型數(shù)值模擬結(jié)果
6.3 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)柱形空腔膨脹模型研究
6.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)柱形空腔膨脹模型響應(yīng)分析
6.3.2 空腔膨脹響應(yīng)區(qū)分析
6.3.3 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)空腔膨脹靶體響應(yīng)力函數(shù)求解
6.4 考慮切向剪切效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)空腔膨脹模型靶體響應(yīng)力影響因素分析
6.4.1 切向速度ω與徑向速度V比例K對(duì)空腔靶體響應(yīng)力的影響
6.4.2 單軸壓縮屈服強(qiáng)度Y對(duì)空腔靶體響應(yīng)力的影響
6.5 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程差分計(jì)算模型
6.6 計(jì)算結(jié)果與分析
6.6.1 考慮切向剪切效應(yīng)的靶體響應(yīng)力函數(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證
6.6.2 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹過程分析
6.6.3 頭部L形非對(duì)稱刻槽彈體侵徹深度影響因素分析
6.7 本章小結(jié)
7 結(jié)束語(yǔ)
7.1 研究工作總結(jié)
7.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 今后研究的發(fā)展方向
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]刻槽彈侵徹混凝土受力模型研究[J]. 張欣欣,武海軍,黃風(fēng)雷,段卓平,皮愛國(guó). 爆炸與沖擊. 2016(01)
[2]掘進(jìn)侵徹彈形與侵徹混凝土深度演繹過程研究[J]. 郭堅(jiān),潘緒超,何勇,龐春旭,鄧佳杰. 彈道學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]刻槽彈體旋轉(zhuǎn)侵徹鋁靶試驗(yàn)與數(shù)值模擬[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,張先鋒,郭磊. 彈道學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]刻槽彈體旋轉(zhuǎn)侵徹混凝土效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,張先鋒,李文彬,郭磊,潘緒超. 兵工學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]PREDICTION OF PROJECTILE PENETRATION AND PERFORATION BY FINITE CAVITY EXPANSION METHOD WITH THE FREE-SURFACE EFFECT[J]. Qin Fang,Xiangzhen Kong,Jian Hong,Hao Wu. Acta Mechanica Solida Sinica. 2014(06)
[6]彈頭形狀對(duì)高速侵徹效應(yīng)的影響[J]. 宋梅利,王曉鳴,李文彬,劉志林. 彈道學(xué)報(bào). 2014(03)
[7]異型頭部彈體增強(qiáng)侵徹性能機(jī)理研究[J]. 劉堅(jiān)成,黃風(fēng)雷,皮愛國(guó),柴傳國(guó),武海軍. 爆炸與沖擊. 2014(04)
[8]考慮靶體自由表面和開裂區(qū)影響的可變形彈體斜侵徹脆性材料的終點(diǎn)彈道分析[J]. 孔祥振,方秦,吳昊. 兵工學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]串聯(lián)隨進(jìn)戰(zhàn)斗部斜侵徹裝甲鋼板試驗(yàn)研究[J]. 龐春旭,何勇,沈曉軍,杜忠華,郭磊. 彈道學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]一種用于破碎巖土的異型彈芯撞擊響應(yīng)分析[J]. 韓晶,王華,牛新立,焦國(guó)太. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(12)
博士論文
[1]小行星著陸裝置及其侵徹錨固的研究[D]. 趙志軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]異形頭部彈體對(duì)混凝土靶的侵徹效應(yīng)研究[D]. 柴傳國(guó).北京理工大學(xué) 2014
[3]混凝土侵徹與貫穿若干問題研究[D]. 楊陽(yáng).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[4]侵徹半無限厚靶的理論模型與數(shù)值模擬研究[D]. 樓建鋒.中國(guó)工程物理研究院 2012
[5]高速?gòu)楏w對(duì)混凝土侵徹效應(yīng)研究[D]. 趙曉寧.南京理工大學(xué) 2011
[6]剛性彈體對(duì)混凝土靶的侵徹與貫穿機(jī)理研究[D]. 黃民榮.南京理工大學(xué) 2011
[7]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
[8]彈靶侵徹動(dòng)態(tài)響應(yīng)的理論與數(shù)值分析[D]. 王政.復(fù)旦大學(xué) 2005
碩士論文
[1]彈體頭部形狀的侵徹規(guī)律研究及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李霞.湖南大學(xué) 2013
[2]卵形彈體侵徹混凝土靶侵蝕效應(yīng)研究[D]. 鄭浩.南京理工大學(xué) 2013
[3]自適應(yīng)侵深彈體頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究[D]. 朱新平.南京理工大學(xué) 2013
[4]深侵徹彈彈體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D]. 代廷靜.南京理工大學(xué) 2012
[5]彈體斜侵徹彈道快速預(yù)測(cè)方法研究[D]. 王松川.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3179798
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