動能彈侵徹素/鋼筋混凝土的研究是世界各國軍事科研近20年來在深鉆地武器研究領域中的重要課題,隨著工事目標的堅固化和地下化,對鉆地武器的設計要求也就越來越高。為了能攻擊到深層工事目標,鉆地彈需要更大的著靶動能,隨著研究重點由低速向高速的轉移,需對高速侵徹機理進行深入地研究。本文采用半經(jīng)驗半理論分析、試驗研究以及數(shù)值模擬三種研究手段,對侵徹速度在800～1400m/s范圍內的尖卵形彈丸高速侵徹素/鋼筋混凝土的物理過程中存在的力學問題進行了深入系統(tǒng)地研究,主要研究內容和結論如下:（1）提出了一種基于混凝土蓋帽模型的球形動態(tài)空腔膨脹模型,采用一般形式的狀態(tài)方程和屈服準則描述混凝土材料的動態(tài)力學特性,獲得了通用的混凝土球形空腔膨脹模型的動態(tài)響應表達式。新空腔膨脹模型中考慮了混凝土介質高壓體積屈服軟化效應,依據(jù)本文考慮高壓體積屈服軟化效應的空腔膨脹模型,推導并獲得空腔膨脹速度與空腔表面徑向應力表達式（即侵徹問題中的阻力函數(shù)表達式）,并依據(jù)阻力函數(shù),基于微分面力法建立計算侵徹深度的迭代計算模型。為了驗證阻力函數(shù)在高速侵徹條件下的適用性,利用次口徑發(fā)射技術,開展了 60mm直徑和125mm直徑卵形彈丸... 

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及研究的目的和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 動能侵徹戰(zhàn)斗部的侵徹速度分區(qū)
        1.2.2 侵徹混凝土研究方法進展
        1.2.3 高速侵徹混凝土研究現(xiàn)狀分析
    1.3 本文主要研究內容
2 基于蓋帽模型的混凝土介質的侵徹阻力研究
    2.1 引言
    2.2 基于蓋帽模型的混凝土模型的動態(tài)空腔膨脹理論模型
        2.2.1 球形動態(tài)空腔膨脹理論基本方程
        2.2.2 混凝土三段式狀態(tài)方程
        2.2.3 基于蓋帽剪切屈服面的混凝土屈服準則
        2.2.4 動態(tài)空腔膨脹理論的數(shù)值計算方法及計算結果分析
        2.2.5 侵徹阻力計算結果與分析
        2.2.6 屈服準則對阻力函數(shù)的影響
    2.3 侵徹阻力函數(shù)的驗證分析
        2.3.1 深侵徹預測模型的建立
        2.3.2 半無限靶高速侵徹試驗
        2.3.3 侵徹阻力的驗證
    2.4 半無限靶侵徹的影響參數(shù)分析
    2.5 本章小結
3 混凝土介質靶背自由面對侵徹影響與貫穿模型研究
    3.1 引言
    3.2 基于無網(wǎng)格方法的混凝土貫穿響應的數(shù)值模擬
        3.2.1 數(shù)值計算方法
        3.2.2 材料參數(shù)的選取
        3.2.3 貫穿數(shù)值模擬驗證與分析
    3.3 靶背自由面對侵徹響應影響
        3.3.1 有限厚度靶侵徹試驗
        3.3.2 貫穿試驗數(shù)值模擬
    3.4 考慮自由面影響的侵徹模型
        3.4.1 考慮自由面的阻力模型
        3.4.2 貫穿工程解析模型
        3.4.3 模型驗證及分析
    3.5 本章小結
4 彈體侵徹鋼筋混凝土的侵徹模型以及鋼筋影響研究
    4.1 引言
    4.2 彈體垂直侵徹鋼筋混凝土靶的工程解析模型
        4.2.1 鋼筋與彈體的相互作用關系
        4.2.2 鋼筋對彈丸阻力模型
    4.3 卵形彈丸高速侵徹不同配筋率鋼筋混凝土試驗研究
        4.3.1 試驗方案
        4.3.2 試驗結果與分析
    4.4 理論模型驗證分析
        4.4.1 理論與試驗結果對比分析
        4.4.2 撞擊點位置對侵徹的影響分析
    4.5 本章小結
5 彈體質量損失和頭部鈍化模型及其影響研究
    5.1 引言
    5.2 兩種彈徑彈丸材料的金相分析
        5.2.1 兩種彈徑彈丸侵徹試驗基本情況及試樣制備
        5.2.2 彈丸表面金相分析
        5.2.3 微觀分析結果
    5.3 卵形彈丸高速侵徹混凝土介質彈丸侵蝕模型
        5.3.1 彈丸運動方程
        5.3.2 質量損失模型
        5.3.3 頭部形狀演化模型
        5.3.4 迭代算法
    5.4 模型與試驗對比及分析
        5.4.1 骨料和彈體硬度影響
        5.4.2 彈體強度影響
    5.5 基于試驗結果的頭部形狀演化模型
        5.5.1 侵蝕后彈丸外部輪廓3D掃描分析
        5.5.2 新頭部演化模型
        5.5.3 新頭部演化模型計算結果及分析
    5.6 本章小結
6 混凝土粗骨料對彈丸侵徹阻力影響研究
    6.1 引言
    6.2 混凝土細觀模型的建立
    6.3 顆粒流離散元計算原理
    6.4 細觀參數(shù)的確定
        6.4.1 單軸壓縮
        6.4.2 雙軸壓縮
        6.4.3 巴西劈拉
    6.5 混凝土細觀成分對宏觀壓縮性能的影響
    6.6 細觀模型下的侵徹阻力
        6.6.1 侵徹阻力計算方法
        6.6.2 侵徹阻力計算結果
        6.6.3 彈徑對侵徹阻力的影響
        6.6.4 考慮骨料影響的阻應力修正公式
    6.7 小結
7 結束語
    7.1 全文總結
    7.2 本文的創(chuàng)新點
    7.3 今后研究的發(fā)展方向
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]彈體非正侵徹混凝土質量侵蝕與運動軌跡研究[D]. 閃雨.北京理工大學 2015
[3]彈丸撞擊下鋼筋混凝土結構的安全計算與評估[D]. 咸玉席.中國科學技術大學 2014
[4]高速侵徹混凝土彈體的動力學行為研究[D]. 何麗靈.中國科學技術大學 2012
[5]高速彈體對混凝土侵徹效應研究[D]. 趙曉寧.南京理工大學 2011
[6]剛性彈體對混凝土靶的侵徹與貫穿機理研究[D]. 黃民榮.南京理工大學 2011
[7]動能彈在不同材料靶體中的侵徹行為研究[D]. 何濤.中國科學技術大學 2007

碩士論文
[1]動能彈非正侵徹彈道性能研究[D]. 康海峰.南京理工大學 2012
[2]鉆地彈土中彈道影響因素的數(shù)值模擬研究[D]. 周燕.南京理工大學 2009



本文編號：3699405