陶瓷/金屬復(fù)合材料的陶瓷損傷特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-01 00:28
現(xiàn)代軍事中,車輛和人員的防護(hù)是提高部隊(duì)作戰(zhàn)能力的一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)。從一次大戰(zhàn)坦克出現(xiàn)后,金屬材料成為了制備裝甲材料的核心材料。然而,金屬的比重過大帶來了在提高防護(hù)能力的同時(shí),車輛的重量往往會(huì)大幅增加,導(dǎo)致車輛的機(jī)動(dòng)性能大幅降低,其中二戰(zhàn)中的虎式坦克就是一個(gè)很典型的例子,在失去了機(jī)動(dòng)性后,虎式坦克幾乎沒有什么用武之地。因此,如何在提高防護(hù)能力的同時(shí),確保部隊(duì)的機(jī)動(dòng)性,是裝甲防護(hù)研究中的一個(gè)重要研究目標(biāo)。自二戰(zhàn)以后,越來越多的研究工作開始將目標(biāo)設(shè)定在不影響裝甲抗彈性能的前提下,如何提高其機(jī)動(dòng)性。美國未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)更是將裝甲的輕型化作為重點(diǎn)研究課題之一陶瓷/金屬復(fù)合靶板,不但具有較金屬更為出色的抗彈性能,而且具有密度低、硬度高、強(qiáng)度高等特點(diǎn),因此更加符合現(xiàn)代戰(zhàn)斗部輕型化的需求,目前已經(jīng)成為裝甲材料研究的核心。然而盡管有幾十年的研究歷史,陶瓷/復(fù)合裝甲的損傷破壞機(jī)理的研究仍然不盡如人意。目前,在復(fù)合裝甲中對(duì)于金屬材料的破壞機(jī)理已經(jīng)研究的比較透徹,而陶瓷材料,由于其種類繁多,其破壞機(jī)理的研究還有待深入。本文從陶瓷/金屬復(fù)合裝甲的結(jié)構(gòu)上出發(fā)進(jìn)行分析,主要關(guān)注不同結(jié)構(gòu)陶瓷/金屬復(fù)合靶板在侵徹過程中陶...
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.2.1 論研究
1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 數(shù)值模擬研究
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 基本理論簡介
2.1 材料本構(gòu)模型
2.1.1 陶瓷材料考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系
2.1.2 隨動(dòng)硬化雙線性模型
2.1.3 J-C模型和Gruneisen方程
2.2 應(yīng)力波的傳播特性及陶瓷破碎錐形成
2.3 數(shù)值模擬簡介
2.3.1 有限元基本理論
2.3.2 損傷和裂紋擴(kuò)展模擬
第三章 實(shí)體模型模擬陶瓷/金屬復(fù)合靶板
3.1 關(guān)于計(jì)算模型的假設(shè)及簡化
3.1.1 幾何模型及相關(guān)尺寸
3.1.2 有限元模型及網(wǎng)格設(shè)置
3.1.3 計(jì)算條件的選擇
3.2 不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板
3.2.1 相同板厚不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板
3.2.2 不同板厚不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板(同等面密度)
3.3 同一種結(jié)構(gòu)的最佳厚度比
3.3.1 總厚度一定
3.3.2 面密度一定
3.4 子彈的研究
3.4.1 子彈不同速度侵徹靶板
3.4.2 背板厚度對(duì)于子彈侵徹的影響
第四章 軸對(duì)稱模型模擬陶瓷/金屬復(fù)合靶板
4.1 同一種結(jié)構(gòu)總厚度不變(同等面密度)
4.1.1 幾何模型及有限元模型介紹
4.1.2 侵徹過程分析
4.1.3 背板的作用
4.2 不同孔隙率下陶瓷/金屬復(fù)合靶板的抗彈性能
4.2.1 陶瓷板的損傷擴(kuò)展
4.2.2 陶瓷/金屬復(fù)合靶板的抗彈性能
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]強(qiáng)沖擊載荷下氧化鋁陶瓷破壞特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 任會(huì)蘭,樹學(xué)鋒,李平. 中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2009(09)
[2]陶瓷/金屬復(fù)合板抗侵徹問題的數(shù)值模擬[J]. 鄒磊,楊文兵. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2008(05)
[3]輕型陶瓷復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)抗彈性能研究進(jìn)展[J]. 侯海量,朱錫,闞于龍. 兵工學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]鎢纖維復(fù)合材料穿甲彈芯自銳行為的試驗(yàn)研究[J]. 雷波,黃德武,楊明川,榮光. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]裝甲鋼動(dòng)態(tài)性能與抗彈性能關(guān)系研究[J]. 楊超,田時(shí)雨. 兵器材料科學(xué)與工程. 2002(01)
[6]“效-費(fèi)”比原則在陶瓷材料選擇及復(fù)合裝甲設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 崔琳,寧俊生,肖佳嘉. 兵器材料科學(xué)與工程. 2002(01)
[7]具有微孔洞結(jié)構(gòu)陶瓷材料熱沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)研究[J]. 賀鵬飛,劉克成,C.Yuan. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(08)
[8]國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“沖擊載荷下材料和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)”研究工作總結(jié)[J]. 余同希. 力學(xué)進(jìn)展. 1997(02)
[9]巖石爆破分形損傷模型研究[J]. 楊軍,王樹仁. 爆炸與沖擊. 1996(01)
博士論文
[1]陶瓷/金屬復(fù)合靶板受變形彈體撞擊問題的研究[D]. 張曉晴.太原理工大學(xué) 2003
[2]沖擊壓縮下氧化鋁陶瓷中的破壞波研究[D]. 姚國文.重慶大學(xué) 2003
[3]動(dòng)能彈侵徹陶瓷復(fù)合裝甲機(jī)理[D]. 杜忠華.南京理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3314475
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.2.1 論研究
1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
1.2.3 數(shù)值模擬研究
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 基本理論簡介
2.1 材料本構(gòu)模型
2.1.1 陶瓷材料考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系
2.1.2 隨動(dòng)硬化雙線性模型
2.1.3 J-C模型和Gruneisen方程
2.2 應(yīng)力波的傳播特性及陶瓷破碎錐形成
2.3 數(shù)值模擬簡介
2.3.1 有限元基本理論
2.3.2 損傷和裂紋擴(kuò)展模擬
第三章 實(shí)體模型模擬陶瓷/金屬復(fù)合靶板
3.1 關(guān)于計(jì)算模型的假設(shè)及簡化
3.1.1 幾何模型及相關(guān)尺寸
3.1.2 有限元模型及網(wǎng)格設(shè)置
3.1.3 計(jì)算條件的選擇
3.2 不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板
3.2.1 相同板厚不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板
3.2.2 不同板厚不同結(jié)構(gòu)復(fù)合靶板(同等面密度)
3.3 同一種結(jié)構(gòu)的最佳厚度比
3.3.1 總厚度一定
3.3.2 面密度一定
3.4 子彈的研究
3.4.1 子彈不同速度侵徹靶板
3.4.2 背板厚度對(duì)于子彈侵徹的影響
第四章 軸對(duì)稱模型模擬陶瓷/金屬復(fù)合靶板
4.1 同一種結(jié)構(gòu)總厚度不變(同等面密度)
4.1.1 幾何模型及有限元模型介紹
4.1.2 侵徹過程分析
4.1.3 背板的作用
4.2 不同孔隙率下陶瓷/金屬復(fù)合靶板的抗彈性能
4.2.1 陶瓷板的損傷擴(kuò)展
4.2.2 陶瓷/金屬復(fù)合靶板的抗彈性能
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]強(qiáng)沖擊載荷下氧化鋁陶瓷破壞特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 任會(huì)蘭,樹學(xué)鋒,李平. 中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2009(09)
[2]陶瓷/金屬復(fù)合板抗侵徹問題的數(shù)值模擬[J]. 鄒磊,楊文兵. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2008(05)
[3]輕型陶瓷復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)抗彈性能研究進(jìn)展[J]. 侯海量,朱錫,闞于龍. 兵工學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]鎢纖維復(fù)合材料穿甲彈芯自銳行為的試驗(yàn)研究[J]. 雷波,黃德武,楊明川,榮光. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]裝甲鋼動(dòng)態(tài)性能與抗彈性能關(guān)系研究[J]. 楊超,田時(shí)雨. 兵器材料科學(xué)與工程. 2002(01)
[6]“效-費(fèi)”比原則在陶瓷材料選擇及復(fù)合裝甲設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 崔琳,寧俊生,肖佳嘉. 兵器材料科學(xué)與工程. 2002(01)
[7]具有微孔洞結(jié)構(gòu)陶瓷材料熱沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)研究[J]. 賀鵬飛,劉克成,C.Yuan. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(08)
[8]國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“沖擊載荷下材料和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)”研究工作總結(jié)[J]. 余同希. 力學(xué)進(jìn)展. 1997(02)
[9]巖石爆破分形損傷模型研究[J]. 楊軍,王樹仁. 爆炸與沖擊. 1996(01)
博士論文
[1]陶瓷/金屬復(fù)合靶板受變形彈體撞擊問題的研究[D]. 張曉晴.太原理工大學(xué) 2003
[2]沖擊壓縮下氧化鋁陶瓷中的破壞波研究[D]. 姚國文.重慶大學(xué) 2003
[3]動(dòng)能彈侵徹陶瓷復(fù)合裝甲機(jī)理[D]. 杜忠華.南京理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3314475
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