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冲击载荷下材料层裂的数值模拟

魏波  
【摘要】:在航空、军事等领域和部门以及工程应用中,材料的层裂是一个极其重要的现象,所以研究材料的层裂问题具有非常重要的实际意义。本论文主要研究了钢板和有机玻璃的层裂特性。 本论文从理论分析和数值模拟两个方面对材料的层裂特性进行了研究。本论文首先阐述了层裂产生的机理、层裂的判断准则、层裂强度的测量和层裂参数的计算方法;然后用VB编程建模获得粒子模型,采用SPH无网格法模拟了飞片撞击钢板和有机玻璃的层裂过程;最后分析了不同的飞片速度和不同的靶板厚度对靶板材料层裂特性的影响。本论文采用最大拉应力准则来判断材料是否发生层裂,分析并计算了层裂片的厚度和层裂影响区的宽度,并阐述了二次层裂产生的机理,总结了钢板和有机玻璃层裂现象的不同。 SPH无网格法减少了因网格畸变而引起的困难,适用于处理高速碰撞、动态断裂、爆炸侵彻等涉及大变形的各类应用问题,SPH无网格法在此类问题的数值模拟方面有非常广阔的应用前景。本论文的数值模拟分析为提高材料的安全可靠性提供了一定的参考价值。


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