ANSYS高速弹丸侵彻规律的研究仿真(3)
时间:2017-06-19 20:15 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2 国内外研究发展状况 1.3 存在的问题 从高速侵彻的研究现状来看，尽管国内外已做了大量的研究工作，也获得了许多很有意义的研究成果，但是，整体上还处于探索阶段，很多的问题还亟待解决： 1）在简化分析模型方面，怎样让模型更接近于实际的侵彻问题，同时要有坚实的力学基础，从而有更大的适用范围，是一个非常重要的问题； 2）冲击情况下的本构关系，特别是像混凝土这类脆性材料的本构关系的研究还不成熟，从目前的情况看，不论是从宏观还是微观的角度，各种假设性、等效性或经验性的研究还存在很多问题值得进一步探讨，合适的本构关系是理论分析高速侵彻的关键所在； 3）在数值仿真方面，需要有恰当的材料模型，毕竟数值模拟已经成为研究高速侵彻的一个重要手段，在低速时可用的一些金属和混凝土材料模型在高速状态下往往不可用，提出合理的计算模型是目前数值模拟中值得研究的方向。 1.4 本文研究内容 本研究应用AUTOUDYN-3D数值仿真软件,对不同速度的动能弹高速侵彻不同强度的钢筋混凝土靶进行三文仿真计算,研究分析高速动能弹对钢筋混凝土靶的侵彻规律。本文通过数值模拟研究了长杆动能弹以800m/s～1200m/s的撞击速度对钢筋混凝土靶的侵彻规律，分析了不同因素对侵彻规律的影响。 根据本文的主要研究工作，论文共分优尔章，结构框架如下： 第1章绪论主要介绍了课题的研究背景与意义，国内外发展概况及在现阶段研究中存在的问题，最后简要叙述了本文的主要研究内容； 第2章总结了目前在高速侵彻中应用较广的工程分析方法，讨论分析了混凝土靶及弹体头部的阻力，介绍了常用的弹体侵彻混凝土深度经验公式； 第3章对AUTODYN仿真软件进行了简单介绍，进行了弹丸侵彻钢筋混凝土靶的理论分析，并选定合理的弹靶材料模型，分析了速度对靶板抗侵彻能力的影响； 第4章主要是有关钢筋对高速弹丸侵彻的影响。确立仿真方案，研究侵彻过程，分析不同因素对侵彻的影响； 第5章对本文研究的内容作了一些相关的总结。 2 高速弹丸侵彻理论研究 2.1 引言 弹体高速侵彻混凝土靶是一个非常复杂的力学作用过程，它涉及弹塑性力学、流体力学以及波动力学等诸多领域。目前，对于混凝土靶的高速侵彻的研究重点主要放在仿真预测指导和实验现象的归纳总结上：M. J. Forrestal[3]等完成了弹头形状系数为3和4.25的两种卵型头部弹丸以1300m/s～1700m/s的速度侵彻强度为19.5MPa的混凝土实验；梁斌[4]等开展了先进钻地弹的高速深侵彻缩比实验，最高撞击速度接近1200m/s；武海军[5]等开展了高速非正侵彻混凝土实验，撞击速度为800～1100m/s；何翔等对不同材料（强度在450MPa～1890MPa范围）不同头部长细比（0～3）的弹体以不同速度（800m/s～1500m/s）侵彻不同强度标号（C30～C80）混凝土的实验。 对于靶阻特性、弹体受力及变形的侵彻过程的理论研究仍处于探索阶段。在低速情况下，空腔膨胀理论可以较好地描述弹体的侵彻过程：Goodier[6]应用Hopkins[7]报告的动态空腔膨胀理论的研究成果，将空腔膨胀理论用于研究刚性弹对金属板的侵彻问题中；Hanagud[8]等人应用空腔膨理论研究了地质材料的侵彻问题；Forrestal&Luk[9]应用球型空腔膨胀理论给出了卵型弹丸侵彻土壤时侵彻深度和加速度的分析模型；Satapathy[10]等人在进行金属和陶瓷靶板侵彻研究时应用了空腔膨胀理论；沈河涛[11]应用球型空腔膨胀理论在Largrang坐标系下对混凝土的侵彻过程进行了分析；蔺建勋[12]等人针对混凝土介质应用球型空腔膨胀理论，采用Mohr-Coulomb屈服准则在Euler坐标下导出了空腔表面应力的表达形式，给出了侵彻深度和加速度的计算模型。 (责任编辑：qin) |