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《国防科学技术大学》 2008年
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陶瓷复合靶板抗30弹偏心入射机理研究

刘飞  
【摘要】: 本文采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了30弹侵彻陶瓷/钢复合靶板的过程和机理,重点研究了偏心入射条件下靶板的抗弹性能和机理。本文主要工作和创新性成果如下: (1)在弹道试验的基础上,进行了30弹偏心入射三维约束陶瓷/钢复合靶板的数值模拟,研究了弹丸侵彻靶板的过程。结果表明,侵彻过程可分为三个阶段:界面击溃阶段、垂直侵彻阶段和斜侵彻阶段。斜侵彻阶段还可以划分为侵彻陶瓷锥、弹丸与陶瓷锥同速运动和侵彻背板三个子阶段。 (2)三维约束陶瓷/钢复合靶板抗30弹偏心入射的机制主要是弹丸磨蚀耗能、背板塑性变形耗能和弹丸偏转。弹丸磨蚀耗能主要发生在界面击溃阶段、垂直侵彻阶段和斜侵彻阶段的侵彻陶瓷锥子阶段;弹丸偏转源于侧板外鼓所引起的不对称侵彻阻力和破碎陶瓷侧向运动,主要发生在斜侵彻阶段,对弹丸的后续侵彻能力有重要影响;背板耗能主要发生在斜侵彻阶段。 (3)研究了弹着点对靶板抗弹性能和机理的影响。依据极限速度分布与弹靶作用特征,可以将靶板划分为三个区:中心区(e/a≤0.3)、偏心区(0.3e/a≤0.4)和板边区(e/a0.4);中心区抗弹性能最好,其次为偏心区,而板边区最差,其宽度约为11mm;厚度比7.5、侧板厚度6mm的靶板抗30弹侵彻的有效防护区为e/a≤0.3;界面击溃持续时间、弹丸磨蚀量、背板塑性变形耗能均随偏心比e/a的增大而减少,弹着点对陶瓷锥形态、裂纹扩展模式和陶瓷面板损伤区域都有重要影响。 (4)研究了靶板配置对抗弹性能和机理的影响。在侧板厚度为6mm和靶板面密度为256.06kg/m2时,三维约束陶瓷/钢复合靶板抗30弹侵彻的较优厚度比hc /hs约为4,靶板的有效防护区域为e/a≤0.25;厚度比hc /hs对弹丸偏转影响较小,对背板耗能影响较大, hc /hs =2靶板的弹丸磨蚀作用最小,且随偏心比e/a变化较小, hc /hs =4、6、7.5靶板的弹丸磨蚀作用相近,且随偏心比e/a变化较大。在厚度比hc /hs为4和陶瓷面板边长l为110mm时,较佳侧板厚度h f为10-12mm,有效防护区域为e/a≤0.3;侧板厚度对中心区弹丸偏转的影响较小,偏心区和板边区的弹丸偏转随侧板厚度增加而减小,背板耗能总体上随侧板厚度增加而增加,h f=12mm靶板的弹丸磨蚀作用最好。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TJ410.1

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【参考文献】
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