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1、彈體高速侵徹混凝土靶的數(shù)值模擬研究王喆2015年1月中圖分類號(hào)：TQ028.1UDC分類號(hào)：540彈體高速侵徹混凝土靶的數(shù)值模擬研究作者姓名王喆學(xué)院名稱機(jī)電學(xué)院指導(dǎo)教師馬天寶副教授答辯委員會(huì)主席秦太驗(yàn)教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月NumericalstudyontheprojectileshighvelocitypenetratingintoconcretetargetsCandidateName:ZheWangSchoolorDepartment:SchoolofMechatronicalEngin
2、eeringFacultyMentor:AssociateProf.TianbaoMaChair,ThesisCommittee:Prof.TaiyanQinDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ArmentscienceandtechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其
3、他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高速?gòu)楏w對(duì)混凝土靶的侵徹效應(yīng)既是軍事工程防護(hù)技術(shù)研究的前提，又是優(yōu)化設(shè)計(jì)彈體形狀及其物理參數(shù)的基礎(chǔ)，因而成為武器裝備和防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文以有限厚混凝土靶板作為研究對(duì)象，從理論分析和數(shù)值模擬兩方面對(duì)彈體侵徹混凝土問(wèn)題進(jìn)行了研究，討論了混凝土靶板橫向尺寸、彈體速度、彈體頭部系數(shù)、靶板間隔、彈體材料等因素對(duì)靶板破壞情況、剩
4、余速度、抗彈侵徹耗能的影響規(guī)律。論文主要研究工作如下：（1）選用RHT模型作為混凝土靶板的材料模型，通過(guò)與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了材料模型和參數(shù)的有效性；（2）對(duì)不同橫向尺寸的混凝土靶板的侵徹效果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，彈體以800m/s的速度進(jìn)行侵徹的情況下，隨著靶板橫向尺寸的增加，彈體穿透靶板后的剩余速度呈下降趨勢(shì)，彈體侵徹靶板過(guò)程中的耗能也在不斷增加；（3）對(duì)比了不同速度下彈塑性彈體和剛性彈體的侵徹過(guò)程，結(jié)果表明，對(duì)于彈塑性彈，當(dāng)速度超過(guò)950m/s時(shí)，由于頭部變形嚴(yán)重，侵徹能力明顯下降，因此剛性彈體假設(shè)的適用范圍是950m/s以下；（4）通過(guò)理
5、論計(jì)算不同頭部系數(shù)彈體的侵徹工況，結(jié)果表明，頭部系數(shù)越大，彈體的侵徹能力越強(qiáng)，數(shù)值模擬也得出了同樣的結(jié)論；（5）對(duì)比有無(wú)間隔靶板的侵徹效應(yīng)，表明靶板間存在一定的間隔能夠有效降低彈體的侵徹能力；（6）分別研究了屈服強(qiáng)度為355MPa、792MPa和1539MPa三種不同強(qiáng)度的彈體的侵徹過(guò)程，通過(guò)分析彈體的變形及破壞情況，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：彈體，混凝土靶，高速侵徹，數(shù)值仿真I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractTheeffectofhigh-velocityprojectiledynamicimpactpenetratingintoconcretei
6、sthepremiseoftheweaponsandtheareaofprojectiontechnique,andalsoisthebasicofoptimizationofprojectileshapedesignandphysical-geometricparameters,soitbecomesaresearchhotspotofmilitarytechniquedomain.Theperforationofconcretetargetsbykineticenergyprojectileswasstudiedthroughtheoreticalanaly
7、sisandnumericalsimulations.Theinfluenceoftheconcretetargetdiameter,projectilevelocity,projectilecaliber-radius-head,targetspacingandprojectilematerialonthetargets’damageandresidualvelocitywereshownandanalyzed.Itwasalsodiscussedabouthowthosefactorsinfluencetheenergyenergyconsumptionof
8、thetargetsag
