高速侵徹混凝土彈體的動力學(xué)行為研究 ——計及質(zhì)量損失和頭形鈍化
發(fā)布時間:2022-01-10 11:50
在高速侵徹混凝土過程中,彈體產(chǎn)生明顯質(zhì)量損失,并形成彈頭鈍化,這將影響彈體的動力學(xué)行為,進而降低彈體的毀傷性能。從上世紀九十年代起,國際學(xué)術(shù)界和工程界就開始關(guān)注計及質(zhì)量損失和頭形鈍化的彈體問題,并取得了一定的研究進展,但至今仍未很好地解決。為此,本文主要研究計及質(zhì)量損失和頭形鈍化的彈體動力學(xué)行為。研究彈體為高強合金鋼的尖卵形長桿彈(以下簡稱尖長彈)或高速深侵徹概念彈(以下簡稱高深彈),相應(yīng)的靶體為半無限無筋混凝土靶。彈體撞擊速度一般在1500m/s以下。進一步歸納和分析尖長彈的侵徹試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在試驗速度范圍內(nèi),彈體質(zhì)量損失與初始動能成正比,比例系數(shù)隨靶中骨料莫氏硬度增加而增加。對比侵徹試驗前后的尖長彈形狀發(fā)現(xiàn),侵徹后彈頭形狀仍可近似為尖卵形,僅對應(yīng)CRH值減小,而彈頭形狀仍在原形與半球形之間。根據(jù)對侵徹后彈頭形狀的描述,建立了彈體質(zhì)量損失與侵徹前后彈頭形狀的定量關(guān)系,由此可通過侵徹前后彈頭形狀預(yù)測彈體總質(zhì)量損失,或通過彈體總質(zhì)量損失預(yù)測侵徹后彈頭形狀。在Jones模型中計及靶中骨料莫氏硬度的影響,建立彈體總質(zhì)量損失的表征模型。該模型并未計入侵徹過程中彈體的質(zhì)量和形狀改變,它僅與6個參...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 尖長彈侵徹混凝土靶的試驗
1.2.1 侵徹實驗技術(shù)概述
1.2.2 一些重要的試驗結(jié)果
1.3 彈體問題的研究進展
1.3.1 理想剛性彈假設(shè)下低速的彈體問題
1.3.2 計及質(zhì)量損失和頭形鈍化的高速彈體問題
1.4 尖長彈質(zhì)量損失和頭形鈍化的數(shù)值模擬
1.5 本文的主要工作
第2章 尖長彈質(zhì)量損失及侵徹后形狀的初步分析
2.1 典型的侵徹試驗
2.2 影響彈體質(zhì)量損失的主要參數(shù)
2.3 侵徹后彈頭形狀的定量描述
2.4 彈體頭部的相對質(zhì)量損失
2.5 本章小結(jié)
第3章 尖長彈質(zhì)量損失的參數(shù)分析
3.1 預(yù)測彈體質(zhì)量損失的表征模型
3.1.1 質(zhì)量損失及頭形鈍化對彈體侵徹深度的影響
3.1.2 質(zhì)量損失的表征模型
3.2 質(zhì)量損失的參數(shù)敏感性分析
3.3 本章小結(jié)
第4章 計及質(zhì)量損失與頭形鈍化的尖長彈侵徹運動分析(一)
4.1 增量模型
4.1.1 模型的建立
4.1.2 模型的校核
4.2 表征彈體侵徹運動的特征量的增量模型預(yù)測結(jié)果
4.3 加速度曲線的初步分析
4.4 隧道段加速度絕對值上升的充分條件
4.5 加速度的參數(shù)分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 計及質(zhì)量損失與頭形鈍化的尖長彈侵徹運動分析(二)
5.1 引言
5.2 彈體表面回退位移的表征模型
5.2.1 摩擦功
5.2.2 回退位移
5.3 數(shù)值模型
5.3.1 計算時間步長
5.3.2 彈體的質(zhì)量損失、頭形鈍化與動力學(xué)行為的表征
5.4 數(shù)值模型的校核
5.4.1 彈體形狀演化的描述
5.4.2 模型預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果的對比
5.5 彈材分布對彈體的頭形鈍化和動力學(xué)行為的影響
5.5.1 在彈頭表面包附難熔金屬層
5.5.2 采用梯度材料制作彈頭
5.6 本章小結(jié)
第6章 高深彈質(zhì)量損失及頭形鈍化的實驗研究
6.1 引言
6.2 試驗測試
6.2.1 實驗概述
6.2.2 試驗結(jié)果
6.2.3 侵徹后彈體形狀變化分析
6.3 侵徹后剩余彈體的金相觀察
6.3.1 高溫?zé)嵊绊憛^(qū)
6.3.2 絕熱剪切帶
6.4 彈體質(zhì)量損失及侵徹后彈體形狀的表征模型
6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 本文工作總結(jié)
7.2 工作展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非對稱質(zhì)量磨蝕導(dǎo)致正侵徹彈體的彎曲屈服[J]. 趙軍,陳小偉,金豐年,徐迎. 爆炸與沖擊. 2011(02)
[2]Parametric study on mass loss of penetrators[J]. Li-Ling He · Xiao-Wei Chen · Xiang He Department of Modern Mechanics,University of Science and Technology of China,230027 Hefei,China Institute of Structural Mechanics,China Academy of Engineering Physics,P.O.Box 919-401,621900 Mianyang,China Luoyang Institute of Hydraulic Engineering Technology,471023 Luoyang,China. Acta Mechanica Sinica. 2010(04)
[3]考慮頭形磨損變化的動能彈侵徹深度研究[J]. 趙軍,陳小偉,金豐年,徐迎. 力學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[4]彈體高速侵徹混凝土的效應(yīng)實驗[J]. 何翔,徐翔云,孫桂娟,沈俊,楊建超,金棟梁. 爆炸與沖擊. 2010(01)
[5]剛性彈侵徹深度和阻力的比較分析[J]. 陳小偉,李繼承. 爆炸與沖擊. 2009(06)
[6]動能侵徹彈體的質(zhì)量侵蝕模型分析[J]. 陳小偉,楊世全,何麗靈. 力學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[7]先進鉆地彈概念彈的次口徑高速深侵徹實驗研究[J]. 梁斌,陳小偉,姬永強,黃含軍,高海鷹,李小笠,黃,. 爆炸與沖擊. 2008(01)
[8]動態(tài)柱形空穴膨脹模型及其在侵徹問題中的應(yīng)用(英文)[J]. 周輝,文鶴鳴. 高壓物理學(xué)報. 2006(01)
[9]動能深侵徹彈的力學(xué)設(shè)計(Ⅱ):彈靶的相關(guān)力學(xué)分析與實例[J]. 陳小偉,金建明. 爆炸與沖擊. 2006(01)
[10]動能深侵徹彈的力學(xué)設(shè)計(I):侵徹/穿甲理論和彈體壁厚分析[J]. 陳小偉. 爆炸與沖擊. 2005(06)
博士論文
[1]動能彈在不同材料靶體中的侵徹行為研究[D]. 何濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
本文編號:3580661
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 尖長彈侵徹混凝土靶的試驗
1.2.1 侵徹實驗技術(shù)概述
1.2.2 一些重要的試驗結(jié)果
1.3 彈體問題的研究進展
1.3.1 理想剛性彈假設(shè)下低速的彈體問題
1.3.2 計及質(zhì)量損失和頭形鈍化的高速彈體問題
1.4 尖長彈質(zhì)量損失和頭形鈍化的數(shù)值模擬
1.5 本文的主要工作
第2章 尖長彈質(zhì)量損失及侵徹后形狀的初步分析
2.1 典型的侵徹試驗
2.2 影響彈體質(zhì)量損失的主要參數(shù)
2.3 侵徹后彈頭形狀的定量描述
2.4 彈體頭部的相對質(zhì)量損失
2.5 本章小結(jié)
第3章 尖長彈質(zhì)量損失的參數(shù)分析
3.1 預(yù)測彈體質(zhì)量損失的表征模型
3.1.1 質(zhì)量損失及頭形鈍化對彈體侵徹深度的影響
3.1.2 質(zhì)量損失的表征模型
3.2 質(zhì)量損失的參數(shù)敏感性分析
3.3 本章小結(jié)
第4章 計及質(zhì)量損失與頭形鈍化的尖長彈侵徹運動分析(一)
4.1 增量模型
4.1.1 模型的建立
4.1.2 模型的校核
4.2 表征彈體侵徹運動的特征量的增量模型預(yù)測結(jié)果
4.3 加速度曲線的初步分析
4.4 隧道段加速度絕對值上升的充分條件
4.5 加速度的參數(shù)分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 計及質(zhì)量損失與頭形鈍化的尖長彈侵徹運動分析(二)
5.1 引言
5.2 彈體表面回退位移的表征模型
5.2.1 摩擦功
5.2.2 回退位移
5.3 數(shù)值模型
5.3.1 計算時間步長
5.3.2 彈體的質(zhì)量損失、頭形鈍化與動力學(xué)行為的表征
5.4 數(shù)值模型的校核
5.4.1 彈體形狀演化的描述
5.4.2 模型預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果的對比
5.5 彈材分布對彈體的頭形鈍化和動力學(xué)行為的影響
5.5.1 在彈頭表面包附難熔金屬層
5.5.2 采用梯度材料制作彈頭
5.6 本章小結(jié)
第6章 高深彈質(zhì)量損失及頭形鈍化的實驗研究
6.1 引言
6.2 試驗測試
6.2.1 實驗概述
6.2.2 試驗結(jié)果
6.2.3 侵徹后彈體形狀變化分析
6.3 侵徹后剩余彈體的金相觀察
6.3.1 高溫?zé)嵊绊憛^(qū)
6.3.2 絕熱剪切帶
6.4 彈體質(zhì)量損失及侵徹后彈體形狀的表征模型
6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 本文工作總結(jié)
7.2 工作展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非對稱質(zhì)量磨蝕導(dǎo)致正侵徹彈體的彎曲屈服[J]. 趙軍,陳小偉,金豐年,徐迎. 爆炸與沖擊. 2011(02)
[2]Parametric study on mass loss of penetrators[J]. Li-Ling He · Xiao-Wei Chen · Xiang He Department of Modern Mechanics,University of Science and Technology of China,230027 Hefei,China Institute of Structural Mechanics,China Academy of Engineering Physics,P.O.Box 919-401,621900 Mianyang,China Luoyang Institute of Hydraulic Engineering Technology,471023 Luoyang,China. Acta Mechanica Sinica. 2010(04)
[3]考慮頭形磨損變化的動能彈侵徹深度研究[J]. 趙軍,陳小偉,金豐年,徐迎. 力學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[4]彈體高速侵徹混凝土的效應(yīng)實驗[J]. 何翔,徐翔云,孫桂娟,沈俊,楊建超,金棟梁. 爆炸與沖擊. 2010(01)
[5]剛性彈侵徹深度和阻力的比較分析[J]. 陳小偉,李繼承. 爆炸與沖擊. 2009(06)
[6]動能侵徹彈體的質(zhì)量侵蝕模型分析[J]. 陳小偉,楊世全,何麗靈. 力學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[7]先進鉆地彈概念彈的次口徑高速深侵徹實驗研究[J]. 梁斌,陳小偉,姬永強,黃含軍,高海鷹,李小笠,黃,. 爆炸與沖擊. 2008(01)
[8]動態(tài)柱形空穴膨脹模型及其在侵徹問題中的應(yīng)用(英文)[J]. 周輝,文鶴鳴. 高壓物理學(xué)報. 2006(01)
[9]動能深侵徹彈的力學(xué)設(shè)計(Ⅱ):彈靶的相關(guān)力學(xué)分析與實例[J]. 陳小偉,金建明. 爆炸與沖擊. 2006(01)
[10]動能深侵徹彈的力學(xué)設(shè)計(I):侵徹/穿甲理論和彈體壁厚分析[J]. 陳小偉. 爆炸與沖擊. 2005(06)
博士論文
[1]動能彈在不同材料靶體中的侵徹行為研究[D]. 何濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
本文編號:3580661
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