射孔弹穿深与混凝土靶强度关系的研究

论文摘要

射孔弹穿深与混凝土靶强度关系的研究给出了短时强冲击加载下混凝土动态响应的物理方程。包括描述形状变形的增量形式小弹塑性本构方程及Johnson-Cook强化规律和积累损伤模型;描述体积变形的三段式高压固体状态方程。检验了模型的正确和实用性。分析了方程中所含有的影响侵彻深度的靶材物性因素,分析表明,在开坑及定常侵彻阶段,主要取决于靶材在高压下的声阻抗及初始的孔隙度,在侵彻滞止段,则主要取决于靶的等效应力强度。本文还介绍了用二维欧拉数值模拟方法和计算程序对大庆石油射孔弹厂的YD89-3、YD102和YD127三种石油射孔弹穿混凝土靶进行了数值模拟计算,给出了详细的计算结果,数值计算结果与试验值之误差均在5%以内。在分析了计算结果、试验数据和弹靶基本结构的基础上,通过进一步的数值计算、数据拟合及推导,得到了穿深随靶强度、射孔弹装药量、炸高（或枪管直径）及其它因素变化的经验公式,该公式可计算多种射孔弹穿多种混凝土靶的问题,对YD89-3、YD102和YD127三种射孔弹穿靶的计算表明,与试验值的误差在5%以内。该公式还可以推广应用于其他厂家的射孔弹穿混凝土靶问题的计算,通过对国内其它射孔弹厂产品穿混凝土靶的计算数据及其与试验值的比较,结果令人满意。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第1章 物理模型及其数学描述
• 1.1 术语
• 1.2 二维欧拉守恒方程组
• 1.3 状态方程
• 1.4 定解条件
• 1.4.1 初始条件
• 1.4.2 边界条件
• 1.5 本章小结
• 第2章 本构模型
• 2.1 硬化条件
• 2.2 积累损伤模型
• 2.3 推广的增量形式的小弹塑性应力应变关系
• 2.4 高压固体状态方程
• 2.4.1 线弹性段
• 2.4.2 过渡段
• 2.4.3 完全密实段
• 2.5 本章小结
• 第3章 数值模拟方法与程序
• 3.1 数值方法
• 3.2 模型检验
• 3.3 二维数值计算程序的标定
• 3.4 本章小结
• 第4章 影响射孔弹穿深的物性因素分析
• 4.1 对应力—应变关系模型的分析
• 4.1.1 影响侵彻深度的主要因素
• 4.1.2 影响的主要因素
• 4.1.3 影响D 的主要因素
• 4.2 对高压固体状态方程模型的分析
• 4.2.1 影响侵彻深度的主要因素
• 4.2.3 孔隙度的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 射孔弹穿混凝土靶理论计算和拟合的经验公式
• 5.1 射孔弹基本结构及穿靶计算模型
• 5.2 射流形成及穿靶过程计算图
• 5.3 穿深随混凝土靶强度变化的数值计算结果及经验公式
• 5.3.1 数值计算结果及其与试验值的比较
• 5.3.2 穿深随混凝土靶强度变化的经验公式
• 5.4 考虑多因素影响的穿深计算公式
• 5.4.1 影响穿深的主要因素
• 5.4.2 经验公式的形式及其参数
• 5.4.3 经验公式的计算结果及其与试验的比较
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读工程硕士论文期间发表的学术论文和取得的科研成果
• 致谢
• 详细摘要