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飞机壁板结构受侵彻时的数值计算分析

孟文  
【摘要】: 战争中飞机结构可能遭受的战伤模式、战伤程度是研究战伤抢修技术、预案及进行战斗生存力设计的前提,因此研究飞机板类结构在受到不同破片侵彻时的破坏性能便成了一个重要的课题。本文旨在对破片在各种条件下侵彻不同形式靶板进行计算分析,得出破坏结果的规律,总结出经验公式,以期能为工程设计以及军事应用提供依据。 本文研究内容以数值计算为主,并结合分析方法和经验法。破片形式包括杆式破片、六面体破片、球形破片、立方体破片等形式,靶板形式包括薄板以及Z型加筋板,破片材料主要为10号和20号钢,靶板材料主要为LY12以及B95两种。通过有限元软件LS-DYNA建模计算破片在不同初速度以及不同入射斜角下侵彻靶板的性能,得出破片极限穿透速度、破片剩余速度、破片剩余质量以及靶板进入塑性变形区域的尺寸等破坏结果,破片初始速度范围为从破片极限穿透速度至2500m/s,破片入射斜角范围为从0°到60°。本文首先对三种不同形式破片侵彻薄板的破坏性能进行计算,考虑不同的破片初始速度以及入射斜角的情况,然后对不同材料的破片以及靶板的情况进行分析,然后考虑了不同薄板厚度对结果的影响,最后简要对加筋板结构进行了分析。 通过计算可以分析得出破片以及靶板材料、几何尺寸、破片初速度、入射斜角等因素对破坏性能的影响关系,并根据计算所得结果通过数值拟合得出特定条件下适用的经验公式。本文研究结果表明,对于板类结构受侵彻的破坏机理研究,可通过数值计算与经验公式相结合,较准确地得出侵彻破坏结果。


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