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含密排刚玉球钢纤维混凝土遮弹层抗侵彻特性的初步研究

孙岩  
【摘要】:本文采用数值模拟与实验相结合的方法,对加入密排刚玉球层的钢纤维增强混凝土遮弹结构进行了较系统的分析研究。 采用动能长杆射弹对八种靶体进行了侵彻实验,结果表明:单层密排φ8mm刚玉球在不同的埋深情况下,靶体的抗侵彻性能基本上是随着刚玉球层埋深的增加而减弱。埋深70mm与埋深40mm相比,靶体的抗侵彻性能减弱了7%~9.8%左右;单层密排刚玉球层埋设深度相同(55mm),而刚玉球直径不同(分别为8mm和15mm)时,加入φ15mm刚玉球的靶体其抗侵彻性能明显高于加入φ8mm刚玉球的靶体,可以提高9.5%以上;单位面积刚玉球质量相等时,加入单层密排φ15mm刚玉球的靶体,其抗侵彻性能要高于加入双层紧挨着和分开放置的φ8mm刚玉球的靶体约10%左右。实验还表明,刚玉球表面曲率的大小对靶体的抗侵彻性能有较大作用。 利用有限元软件LS-DYNA对弹体侵彻靶体的过程进行了数值模拟分析,结果表明:加入单层密排φ7mm刚玉球时,弹体与球体正碰时侵彻深度最小,随着弹着点向两侧移动,直到弹体轴线从两个刚玉球中间经过,刚玉球层的抗侵彻能力逐渐减弱,但仍使抗侵彻能力提高14%左右;靶体的抗侵彻能力随着刚玉球层埋深的增加而减弱,埋深20mm与埋深55mm相比较,靶体的抗侵彻能力要增加5%~10%;刚玉球层埋深相同,但刚玉球直径不同时(分别为7mm、14mm),加入φ14mm刚玉球的靶体,其抗侵彻性能更好;单位面积上刚玉球的质量相同时,加入φ14mm刚玉球靶体的抗侵彻能力要强于加入双层φ7mm刚玉球的靶体。 两种研究方法得到的相应结果基本上是一致的,可以为实际工程中防护遮弹层的设计施工提供一定的依据和参考,说明采用密排刚玉球遮弹层的钢纤维增强混凝土是一种有效的新型防护结构。


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