本文關鍵詞：兩種合金鋼動態(tài)性能與圓筒爆轟加載條件下破片特征關系研究

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【摘要】：殺爆彈利用炸藥驅動戰(zhàn)斗部殼體產(chǎn)生高速破片以殺傷目標,而破片特征與材料的動態(tài)力學性能具有密切的關系。本文針對材料動態(tài)力學性能對合金圓筒爆轟破片初速、破片數(shù)量及質量分布的影響規(guī)律開展研究,以期為戰(zhàn)斗殼體材料設計和選用提供支撐。采用分離式霍普金森壓桿(SHPB)對六種不同熱處理工藝下401和823合金鋼實驗材料在104s-1的高應變率條件下的動態(tài)強度進行了測試,并利用Johnson-Cook失效方程對每種材料的動態(tài)失效應變進行了計算,得到了六種殼體材料的動態(tài)強塑性值。進行了一系列不同動態(tài)性能殼體材料的圓筒爆轟試驗,對破片的初速進行了測量,發(fā)現(xiàn)隨著壁厚增大,破片的初速都出現(xiàn)了下降的趨勢,而不同動態(tài)性能的殼體破片初速下降幅度不同。在相同壁厚條件下,破片初速隨著材料動態(tài)強度的下降和動態(tài)塑性的提高而提高,壁厚4mm圓筒所產(chǎn)生的破片初速受到材料動態(tài)性能的影響最大。引入材料動態(tài)強度與動態(tài)塑性參數(shù)建立了預測破片初速用Gurney修正公式,預測了不同動態(tài)性能合金鋼圓筒內(nèi)爆條件下的破片初速�；贚S-Dyna數(shù)值模擬軟件對實驗條件下不同動態(tài)性能殼體材料的爆轟過程進行模擬,計算的破片初速與實驗數(shù)據(jù)吻合較好,利用該計算方法成功預測了虛擬合金鋼材料(中等強度、更高塑性特征)在圓筒壁厚3mm時破片初速,為殼體的選材和材料優(yōu)化設計提供了重要參考。利用圖片分析的方法對爆轟破片的數(shù)量以及質量分布進行了統(tǒng)計,結果表明,隨著材料動態(tài)塑性的提高以及殼體壁厚增大,圓筒在發(fā)生爆轟加載過程中傾向于發(fā)生拉-剪混合斷裂以及拉伸斷裂等復雜形式的斷裂,導致破片的尺寸增大,數(shù)量減少且質量分布不均。
【關鍵詞】：圓筒爆轟 動態(tài)性能 破片初速 斷裂模式 質量分布
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.0 研究背景與意義10
• 1.1 破片的殺傷威力影響因素及規(guī)律10-12
• 1.1.1 殼體材料與破片殺傷威力關系10-11
• 1.1.2 炸藥的能量與破片殺傷之間的關系11
• 1.1.3 彈體結構對破片的影響11-12
• 1.2 榴彈的自然破片形成過程和能量傳遞機制12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究進展13-18
• 1.3.1 試驗研究進展13-15
• 1.3.2 理論研究進展15-16
• 1.3.3 數(shù)值模擬研究進展16-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-19
• 第2章 試驗過程與方法19-31
• 2.1 試驗材料及熱處理工藝19-20
• 2.2 材料動態(tài)性能測試方法20-23
• 2.2.1 材料室溫動態(tài)壓縮實驗20-21
• 2.2.2 SHPB裝置原理21-23
• 2.3 圓筒爆轟試驗23-28
• 2.3.1 靶網(wǎng)測速原理25-26
• 2.3.2 高速攝像26-27
• 2.3.4 破片尺寸數(shù)量統(tǒng)計27-28
• 2.4 圓筒爆轟的有限元模擬方法簡介28-31
• 2.4.1 計算模型29
• 2.4.2 材料參數(shù)29-31
• 第3章 材料動態(tài)性能與破片初速關系研究31-56
• 3.1合金鋼動態(tài)力學性能測試結果31-34
• 3.1.1 室溫動態(tài)壓縮試驗結果分析31-33
• 3.1.2 動態(tài)斷裂應變的計算33-34
• 3.2 不同動態(tài)性能材料的破片初速研究34-52
• 3.2.1 殼體壁厚對破片初速的影響34-38
• 3.2.2 材料動態(tài)性能對破片初速的影響38-52
• 3.3 破片初速的有限元驗證52-54
• 3.4 本章小結54-56
• 第4章 材料動態(tài)力學性能與破片數(shù)量以及質量分布關系的研究56-69
• 4.1 破片質量與彈坑尺寸關系分析56-58
• 4.2 不同動態(tài)性能條件下破片的質量分布規(guī)律58-68
• 4.2.1 壁厚2mm與3mm圓筒彈坑數(shù)量統(tǒng)計58-63
• 4.2.2 壁厚4mm與5mm圓筒彈坑數(shù)量統(tǒng)計63-68
• 4.3 本章小結68-69
• 結論69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

【參考文獻】

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本文編號：1019858