金屬柱殼外爆碎裂是一個強沖擊（¹0sGPa）作用下材料和結構經歷了高應變率塑性變形導致斷裂的復雜物理現(xiàn)象,破壞過程及斷裂機制均呈現(xiàn)多種形式,由于其在工業(yè)及軍事武器設計、分析中有重要意義,一直受到研究關注。本文設計開展不同裝藥的金屬柱殼爆炸實驗研究,通過對回收碎片的微觀分析,探討載荷特性對金屬柱殼的變形、碎裂破壞過程及碎片特征的影響。并采用有限元對金屬圓管內的沖擊波傳播、應變演化發(fā)展及應力狀態(tài)等規(guī)律的分析,探討載荷特性對碎裂及斷裂機制的影響。結果顯示:（1）在較高爆炸壓力作用下,TA2鈦合金柱殼試樣厚度中部首先形成損傷帶,碎裂破壞從試樣壁厚中部起始沿45°或135°方向向內外表面剪切擴展,并隨載荷脈寬減小,試樣厚底中部損傷帶卻更趨于嚴重。而在較低爆壓時,斷裂裂紋首先從內壁起始,沿45°或135°方向剪切擴展。在更低爆壓下,柱殼發(fā)生明顯的膨脹斷裂,出現(xiàn)部分拉伸、剪切混合破壞形態(tài);（2）有限元數(shù)值分析顯示:在較高爆壓下,由于波反射卸載引起二次塑性區(qū)使得試樣壁厚中部區(qū)域等效塑性應變較大,裂紋最先在加載階段從試樣壁厚中部起始,沿45°或135°向內外表面擴展斷裂。而在較低爆... 

【文章來源】：寧波大學浙江省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 爆炸碎片的分布及微觀分析碎片研究
        1.2.1 柱殼碎裂特性及碎片尺寸
        1.2.2 碎裂機制微觀研究
    1.3 殼體爆炸破壞過程研究
        1.3.1 殼體破壞機制及形態(tài)
        1.3.2 殼體破壞影響因素研究
    1.4 本論文主要研究內容
2 鈦合金柱殼外爆實驗討論及碎片分析
    2.1 引言
    2.2 金屬柱殼外爆實驗
        2.2.1 實驗方法及載荷特征分析
        2.2.2 試樣材料及尺寸
    2.3 實驗結果及分析
        2.3.1 不同載荷特性下TA2柱殼破壞特性
        2.3.2 內表面加工缺陷的影響
    2.4 本章小結
3 不同外爆載荷下TA2柱殼破壞機理研究
    3.1 引言
    3.2 柱殼爆炸膨脹有限元模型
    3.3 有限元結果及分析
    3.4 分析討論
    3.5 本章小結
4 較高爆轟壓力下TA2柱殼碎裂微觀組織變化
    4.1 引言
    4.2 檢測分析技術
        4.2.1 X射線衍射技術(XRD)
        4.2.2 聚焦離子束(FIB)
        4.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
    4.3 TA2試樣原始組織狀態(tài)
    4.4 測試結果與分析討論
        4.4.1 較高爆壓下TA2柱殼沿壁厚方向不同區(qū)域金相觀察分析
        4.4.2 X射線衍射(XRD)結果分析
        4.4.3 較高爆轟壓力下TA2柱殼微觀組織變化
        4.4.4 討論
    4.5 本章小結
5 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]內爆與外爆加載下殼體的力學狀態(tài)及破壞模式分析[D]. 黃西成.中國工程物理研究院 2010

碩士論文
[1]爆炸加載下柱殼剪切斷裂的機理研究[D]. 俞鑫爐.寧波大學 2014



本文編號：3446659