發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 21:08

　　 由于局部沖突和恐怖襲擊的客觀存在,裝甲防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是近年來(lái)兵器科學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)坦克、裝甲車(chē)輛、飛機(jī)等機(jī)動(dòng)性、靈活性的提高,研發(fā)新型材料或新型裝甲結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為裝甲防護(hù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。鋁合金材料由于具有較高強(qiáng)度、較低密度在輕質(zhì)裝甲設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。高聚物材料具有更低的密度和良好的延性,在個(gè)人防護(hù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,也具備成為輕質(zhì)裝甲材料的潛力。本文對(duì)鋁合金/高聚物雙層靶板抗沖擊特性進(jìn)行研究,為6082-T6鋁合金、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯組成的雙層防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。結(jié)合材料試驗(yàn)和文獻(xiàn)調(diào)研,可以擬合獲得6082-T6鋁合金的Johnson-Cook模型參量;通過(guò)靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和分離式霍普金森桿試驗(yàn)可以獲得LDPE和UHMWPE的C-S模型,并通過(guò)Abaqus進(jìn)行校驗(yàn),為有限元仿真研究奠定了基礎(chǔ)。利用彈道槍系統(tǒng)加載三種頭部形狀(平頭、尖頭、半球頭)剛性彈丸,對(duì)單層和復(fù)合層狀靶板進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。通過(guò)高速攝影機(jī)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到彈體在不同彈靶條件下的剩余-初始速度曲線以及靶板的彈道極限速度。分析靶板破孔形狀、侵徹過(guò)程高速攝影圖象、塞塊特征可以對(duì)靶板破壞模式進(jìn)行較為詳細(xì)的分析。彈道試驗(yàn)結(jié)果表明單層鋁合金典型的破壞模式為沖塞破壞,能形成規(guī)則圓形破孔和圓柱形塞塊。在尖頭彈和半球頭彈作用下,鋁合金背板上出現(xiàn)徑向裂紋,該現(xiàn)象并未在平頭彈作用下出現(xiàn)。而LDPE和UHMWPE板厚度較小時(shí)表現(xiàn)出明顯的脆性,破壞模式為沖塞破壞,而在厚度較大時(shí)表現(xiàn)出明顯的粘彈性特征。在試驗(yàn)速度范圍內(nèi),復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板抗沖擊特性高于同面密度的單層聚合物靶板,但低于同等面密度的單層鋁合金板。選取典型的復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板進(jìn)行數(shù)值仿真研究,分析靶板能量耗散規(guī)律,在彈丸沖擊作用下,靶板主要通過(guò)鋁合金塑性變形耗散能量,聚合物能起到一定的緩沖作用。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：TJ810.38
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 雙層復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 試驗(yàn)研究
        1.2.2 數(shù)值模擬研究
        1.2.3 解析方法研究
        1.2.4 研究現(xiàn)狀分析與總結(jié)
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 6082-T6鋁合金、LDPE、UHMWPE本構(gòu)關(guān)系
    2.1 引言
    2.2 本構(gòu)關(guān)系
        2.2.1 基于J-C的本構(gòu)關(guān)系
        2.2.2 基于C-S的本構(gòu)關(guān)系
    2.3 材料力學(xué)試驗(yàn)
        2.3.1 6082-T6鋁合金力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 6082-T6鋁合金材料模型
        2.3.3 LDPE、UHMWPE力學(xué)試驗(yàn)
        2.3.4 LDPE、UHMWPE材料模型
    2.4 本章小節(jié)
第3章 單層靶抗侵徹特性
    3.1 彈道試驗(yàn)系統(tǒng)與測(cè)試方法
    3.2 試驗(yàn)研究
        3.2.1 單層 6082-T6抗侵徹特性分析
        3.2.2 單層LDPE/UHMWPE抗侵徹特性分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙層 6082-T6/UHMWPE、6082-T6/LDPE靶的抗侵徹特性
    4.1 引言
    4.2 不同厚度LDPE板與 6mm6082-T6板復(fù)合結(jié)構(gòu)的沖擊數(shù)據(jù)
    4.3 層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板與單層靶板抗沖擊性能對(duì)比
    4.4 復(fù)合結(jié)構(gòu)靶板穿甲有限元仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝

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本文編號(hào)：2890446