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复合材料抗层压板抗高速冲击行为模拟研究

论文摘要

复合材料现在越来越多的进入大家视线,而纤维增强复合材料作为防弹材料,其密度低、强度高、可设计性高、抗侵彻能力突出的特性,让这类型材料在如今的高速列车,甚至高档汽车上得到更多地发展空间。因此,研究纤维增强复合材料在弹体冲击作用中产生的不同破坏、层合板的损伤机理及对不同侵彻因素的敏感程度,将对该类抗弹复合材料的设计及优化有着重要的研究意义。实验方法、理论分析方法和数值计算方法是当今研究者在此类研究中使用最多的三种方法。数值计算方法是在理论分析和实验研究的基础上随着计算机技术的发展同步得到广泛应用起来的,虽然起步较晚,但它的应用相比另外两种方法而言更加广泛。数值计算方法的优点就是方法简单,受客观条件影响小,参数可调性强,无需耗费大量的实验经费和精力。本文采用软件模拟的计算方法,在有限元分析软件ABAQUS的支持下,从宏观上来观察研究弹体对靶板侵彻问题。主要研究成果如下：(1)在对正交各向异性的层合板受到弹体冲击时,其在不同方向上,得出应力波传播的速度差与该层合板在不同方向模量对应关系,模量较小的方向其应力波传播速度更快。(2)分析了靶板的面密度与其吸能能力的关系；(3)通过对不同弹头角度的弹体对相同条件下的靶板侵彻模拟分析,得出60°的弹头设计角度能得到最佳的侵彻效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题来源及研究的目的、意义
  • 1.2 有限元分析概述
  • 1.3 国内外研究现状、发展水平和存在的问题
  • 1.3.1 弹道实验研究
  • 1.3.2 模型的建立与分析
  • 1.3.3 存在的问题
  • 1.4 本论文研究的目的和思路
  • 第2章 有限元方法在复合材料冲击中的应用
  • 2.1 各向异性弹性力学基本方程
  • 2.2 复合材料层合板
  • 2.3 有限元分析法在复合材料冲击中的应用
  • 2.3.1 有限元方法介绍
  • 2.3.2 ABAQUS程序介绍
  • 2.3.3 冲击分析基本理论
  • 第3章 纤维增强复合材料分析模型冲击分析
  • 3.1 弹体侵彻机理分析
  • 3.1.1 几何模型的建立
  • 3.1.2 材料属性及截面属性定义
  • 3.1.3 Hashin失效准则
  • 3.1.4 网格划分
  • 3.1.5 弹体与靶板装配
  • 3.1.6 定义分析步
  • 3.1.7 接触定义
  • 3.1.8 定义边界条件和载荷
  • 3.1.9 时间控制
  • 3.1.10 数值模拟结果和分析
  • 3.1.10.1 速度曲线分析
  • 3.1.10.2 加速度曲线进行分析
  • 3.1.10.3 侵彻状态图
  • 3.1.10.4 弹体能量分析
  • 3.1.10.5 本节小结
  • 3.2 面密度和速度对复合材料的影响
  • 3.2.1 面密度和比吸能计算
  • 3.2.2 纤维复合材料面密度对抗弹性能的影响
  • 3.2.3 复合材料抗弹性能速度效应分析
  • 3.2.4 本节小结
  • 3.3 子弹头部角度对侵彻性能影响分析
  • 3.3.1 有限元模型建立
  • 3.3.2 有限元计算结果和分析
  • 3.3.3 本节小结
  • 第4章 结论
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/cdb78a81c7db8934e397ea31.html