论文题目: 穿甲侵彻机理及绝热剪切带特性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 兵器发射理论与技术
作者: 李金泉
导师: 黄德武
关键词: 绝热剪切带,滑移线,数值模拟,微观组织,侵彻,电子结构,位错
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 使用海37弹道炮及φ14.5mm滑膛弹道枪，发射93W和35CrMnSi次口径穿甲弹，侵彻45、30CrMnMo、25SiMnMo三种靶板，研究其破坏形式、弹孔周围微观结构特点以及绝热剪切带特性，并对绝热剪切带的形成原因、分布方式及走向进行了分析，同时，对残余弹体的不同破坏特征进行了研究。 对于45靶板，不产生绝热剪切带；对于30CrMnMo靶板，在开坑及冲塞阶段未见有绝热剪切带产生，绝热剪切带出现在稳定的侵彻阶段，数量较少，呈稀疏状分布，裂纹沿绝热剪切带扩展，造成了靶板的损伤，并计算了该靶板产生绝热剪切带的临界剪应变为0.47，临界温度为391℃；侵彻25SiMnMo靶板时，绝热剪切带数量多，冲塞破坏绝热剪切带宽大且交叉成网状，造成弹孔表面碎片脱落。以上绝热剪切带均与侵彻方向或其反向成约45度角，其走向与塑性变形滑移线方向接近。 侵彻45钢靶板的35CrMnSi钢弹残余弹体产生大量绝热剪切带及微裂纹，侵彻45钢靶板的93W残余弹体，头部呈“蘑菇头”状，未见绝热剪切带产生，侵彻30CrMnMo靶板的93W残余弹体，头部尖锐，应用固体与分子经验电子理论(EET)与位错移动理论从价电子结构的层次及晶体结构角度研究了93W穿甲弹侵彻不同靶板时，残余弹体头部分别产生“蘑菇头”及“自锐”的原因。 使用MCA方法对93W穿甲弹侵彻30CrMnMo靶板的动态损伤破坏过程进行了数值模拟。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 穿甲过程描述
1.2.1 穿甲侵彻特点
1.2.2 穿甲作用的分类方法
1.2.3 靶板的冲击碰撞现象
1.2.4 穿甲弹体的碰撞现象
1.3 穿甲侵彻下材料动态行为的国内外研究现状
1.3.1 材料本构失稳形成绝热剪切带的研究
1.3.1.1 材料热塑性失稳本构关系的研究
1.3.1.2 热塑失稳临界条件的研究
1.3.2 从金属学角度研究绝热剪切带内的组织结构特征及其演化
1.4 穿甲侵彻机理的数值模拟
1.5 绝热剪切行为与穿甲弹芯新材料新工艺
1.5.1 自锐现象的分析
1.5.2 开发易绝热剪切钨合金新材料
1.6 本课题研究的主要内容
1.7 本课题研究领域发展趋势展望
2 93W穿甲弹对45钢板侵彻时弹孔及残余弹体微观结构观察和侵彻过程分析
2.1 试验材料和试验方法
2.2 45钢靶板弹孔微观结构研究
2.2.1 弹孔径向微观组织的金相和扫描电镜观察
2.2.2 弹孔表面微观组织的金相及扫描电镜观察
2.2.3 弹孔周围显微组织的透射电镜观察
2.3 侵彻过程微观分析
2.4 提高装甲防护能力的方法
2.5 残余弹体损耗分析
2.6 本章结论
3 93W穿甲弹侵彻30CrMnMo装甲靶板弹孔及残余弹体微观结构和绝热剪切带特性研究
3.1 穿甲侵彻试验一
3.1.1 靶板5~#弹孔径向显微组织特点
3.1.2 靶板5~#弹穿孔表面微观结构特点
3.1.3 靶板5~#弹孔周围绝热剪切带特性
3.1.4 93W穿甲弹侵彻30CrMnMo钢靶板残余弹体内绝热剪切现象分析
3.2 穿甲侵彻试验二
3.2.1 垂直侵彻30CrMnMo靶板弹孔周围绝热剪切带特点
3.2.2 钨合金穿甲弹对30CrMnMo装甲钢板斜侵彻的显微组织研究
3.3 绝热剪切带与裂纹产生的关系
3.4 本章结论
4 93W穿甲弹对25SiMnMo装甲钢板侵彻机理研究
4.1 试验方法
4.2 侵彻25SiMnMo靶板绝热剪切带的特点
4.3 装甲靶板的破坏机理分析
4.3.1 装甲靶板的破坏过程
4.3.1.1 开坑阶段
4.3.1.2 侵彻阶段
4.3.1.3 冲塞阶段
4.3.2 装甲靶板的主要破坏形式
4.5 本章结论
5 35CrMnsi和93W穿甲弹侵彻45钢靶板时破坏特征对比分析
5.1 试验方法
5.2 残余弹体与靶板的微观组织
5.3 35CrMnsi钢弹与93W穿甲弹侵彻45钢靶板时破坏特征对比分析
5.4 本章结论
6 用EET及位错移动理论研究穿甲弹侵彻不同靶板时残余弹体分别产生“蘑菇头”与“自锐”的原因
6.1 采用EET理论计算45钢及30CrMnMo钢靶板的价电子结构
6.2 93W穿甲弹侵彻45钢和30CrMnMo钢靶板分别产生“蘑菇头”与“自锐”的原因
6.2.1 有关晶体塑性变形的基本理论
6.2.2 从价电子结构及晶体结构角度分析残余弹体的不同变形特征
6.3 提高穿甲弹侵彻能力的途径
6.3.1 改进穿甲弹结构提高侵彻能力
6.3.2 采用超细晶钨合金材料制造穿甲弹弹芯提高侵彻能力
6.4 本章结论
7 绝热剪切带的形成原因及其走向与塑性力学滑移线的关系
7.1 绝热剪切带的形成机理
7.2 绝热剪切带的走向与塑性力学移滑线的关系
7.3 本章结论
8 穿甲侵彻过程的MCA方法数值模拟
8.1 MCA方法的基本方程
8.1.1 元胞对的运动方程
8.1.2 本构关系
8.2.2.1 元胞内的应力应变关系
8.1.2.2 元胞间的应力应变关系
8.1.3 破坏准则
8.2 穿甲弹侵彻模拟与结果分析
8.2.1 建立模型
8.2.2 模拟结果分析
8.2.2.1 侵彻机理分析
8.2.2.2 靶板破坏过程分析
8.3 本章结论
9 结论
致谢
参考文献
读博期间发表的论文
发布时间: 2006-12-06
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