刚性弹丸侵彻钢筋混凝土的实验和简化分析模型

通过Φ57mm半穿甲弹对钢筋混凝土的垂直侵彻实验,得到了弹丸的撞靶速度、成坑深度、最大侵彻深度以及过载时程曲线等实验数据。对实验后钢筋的断裂特征进行分析,得到钢筋的典型破坏模式。将钢筋的破坏简化为弯曲+剪切断裂和弯曲+拉伸断裂这两种模式。根据混凝土侵彻模型和梁断裂失效理论,建立了刚性弹丸垂直侵彻钢筋混凝土的简化分析模型。将理论计算得到的侵彻深度、速度与过载时间历程分别与实验数据进行对比,结果表明两者吻合较好。研究表明,钢筋只对弹体侵彻过程产生局部影响,混凝土的抗侵彻阻力仍是钢筋混凝土抗侵彻阻力的主要组成部分。

刚性弹丸对花岗岩垂直侵彻的理论分析

为研究花岗岩的侵彻机理,应用球形动态空腔膨胀理论对其进行建模。根据花岗岩具有高强度和粘滞性的特点,引入粉碎区动态抗压强度变量,改进了球形空腔膨胀压力的理论模型。通过分析动摩擦力对侵彻深度的影响,得到刚性弹丸垂直侵彻花岗岩时的阻力和深度计算公式。理论计算预估值与试验结果较一致,证明了模型的有效性。

基于Griffith强度理论的空腔膨胀模型与应用研究

根据混凝土材料受高速冲击时产生大量碎裂的特点,假设其粉碎(塑性)区介质服从Griffith强度理论,发展了弹丸深侵彻混凝土靶的动态空腔膨胀模型,建立了弹丸深侵彻理论计算公式.对比表明:基于Griffith强度理论的球形动态空腔膨胀模型的计算结果与实验数据吻合较好.

脆性材料静态抗侵彻阻力简化计算模型与对比研究

为研究脆性材料的静态抗侵彻阻力,将Griffith双轴屈服准则作为该类材料的屈服判据,结合脆性材料的破坏特点,将其简化为弹性-裂纹-破碎响应.利用统一形式的静态空腔膨胀理论,得到了脆性材料的静态抗侵彻阻力.与现有文献的计算模型进行对比,结果表明该模型较适用于混凝土材料,并明确了各阻力模型的适用范围.

混凝土复合靶结构参数对侵彻过载的影响

混凝土复合靶基体靶板的层数和中间粘结层厚度是复合靶能否模拟单一靶的两个重要影响因素,利用AUTODYN2D仿真软件,重点研究了这两个因素对弹体侵彻过载的影响.首先通过已有的实验和理论公式验证了初始仿真模型和材料参数的合理性.在此基础上,通过改变基体靶板的层数和中间粘结层厚度建立了多组侵彻复合靶的仿真算例.通过弹体侵彻速度、过载曲线的对比,结果表明:全尺寸深侵彻过载实验中复合靶能够代替单一靶,但复合靶中间粘结层的厚度不要大于1/2弹头部长度;当中间粘结层厚度超过弹头部长度1/2时,弹体侵彻复合靶过载与侵彻单一靶的偏离程度随基体靶板层数的增加而增大,上述结论可为实验中构建混凝土复合靶提供参考.

分段杆高速侵彻混凝土数值模拟研究

针对撞击速度2~6 km/s的理想分段杆的侵彻效应,采用数值模拟方法对其进行研究。介绍分段杆式弹研究现状及分段杆侵彻效能数值仿真并进行分析,获得分段杆侵彻效能与分段体数目、间隔和撞击速度的关系。计算结果表明,分段杆能有效提高侵彻深度和效能。