hypermesh短型金属复合筒对混凝土的高速侵彻效果(2)
4.6 LS-DYNA模拟的结果 17
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 研究背景及意义
短型金属复合筒对混凝土的高速侵彻涉及大变形、断裂和热变形等一系列复杂的力学问题，目前对于侵彻问题的研究主要有经验法、理论分析方法和基于有限元、有限差分的数值模拟方法，经验法需要以实验为基础，并且应用理论分析方法得到经验公式，此种方法不具有普适性，只能解释特定情况下的侵彻问题，存在偶然性和误差，而且还费时费力，但是运用有限元、有限差分法等数值模拟方法则可以更为深刻、更为细致地了解侵彻问题，不仅可以了解问题的结果，而且还可以直观地显示出目前还不易观测得到的、说不清楚的一些现象，从而促进了试验的发展，为实验方案的科学制定提供更为可靠地理论指导，因此不仅弥补了实验的不足，而且还加速了理论、试验研究的进程，为弹体的结构设计提供依据，同时也可大大降低实验费用和设计周期。
1.2 国内外研究现状以及发展趋势
1.3 侵彻问题的研究方法
首先简要介绍一下撞击与侵彻力学，撞击与侵彻力学是一门有着广泛研究内容的学科，是力学的一个分支。主要研究介质受到强脉冲载荷作用时的力学效应，包括质点运动、应力与应变、结构变形以及材料的破坏规律。由于分析问题的复杂性，本学科发展成为了一门与物理、力学、材料学等多种学科相关的边缘科学。撞击与侵彻力学的内容可分为两大部分。第一部分系统地阐述在冲击载荷作用下，固体介质中应力波传播的基本理论，包括弹性波、塑性波、粘弹性波、弹-粘塑性波、其它类型的应力波，以及固体材料在高压下的流体力学理论，这是分析冲击载荷对固体介质作用必须具备的基本知识。第二部分可用于分析高速及超高速下弹-靶撞击、侵彻及贯穿等力学现象，并介绍了这一领域的数值计算方法。学习这些内容时，要具备必要的数学、弹塑性力学、流体力学以及弹丸或战斗部作用原理的知识。
侵彻问题研究方法多样，特别对于低速侵彻（着速小于800m/s）有相当多的资料，高速侵彻问题涉及的数值算法、材料模型和失效准则相对更加复杂，相关实验研究相对较少。对于侵彻问题的研究主要有经验法、理论分析方法和基于有限元、有限差分的数值模拟方法。
1经验法
在先前研究过程中,各国科学家采用飞机、火炮、火箭等加载工具对介质做了大量试验，特别是对材料各向异性、本构关系难以被精确描述的混凝土而言，最开始、最基本的方法就是先进行大量的原型实验，在此基础上建立起计算侵彻结果的一些经验公式。
经验法需要大量的实验基础，应用量纲分析方法，代价比较高,在总结大量的实验数据的基础上，在特定侵彻体（一般为弹丸）、特定靶板材料的、特定介质条件（如弹丸的攻角）下拟合出来的，很难具有普适的作用，只能解决特定的问题，尽管也可以运用于相近范围的侵彻问题，但很难计算出侵彻过程中某个具体精确的物理量参数，所以经验法的局限性也很明显。
2理论法
而对于理论分析方法的应用，这里先简单介绍一下柱形空膨胀理论：动能侵彻弹在靶板中形成的孔道是靠挤压靶板材料而成的。假设动能侵彻弹垂直撞击靶板时，动能侵彻弹不变形，也即是假设动能侵彻弹在侵彻过程中保持刚性，靶板是均匀对称的半无限厚的，靶板的响应是轴对称的。另外还有一种球形空膨胀理论，两种理论分析方法有很多相似的地方，在做假设之后，建立运动方程可以利用简化处理得到加速度、侵彻深度等公式，但由于做了简化处理，精度有缺陷，在理论上有不完善之处。
上一篇：智能式动力吸振器的仿真与研制