平头弹丸撞击下金属薄靶穿透的进一步研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又平头弹丸撞击下金属薄靶穿透的进一步研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：王桂岭工程力学文鹤鸣教授二O一二年六月一日UniversityofScienceandTechnologyofChina．Adissertationformaster’SdegreeFurtherInvestigationintoThePerforationofThinMetaIPlatesStrucktransverselybyflat—-endedprojectilesAuthor’SName：speciality：一●Superv

2、isor：Finishedtime：GuilingWangEngineringMechanics一Prof．HemingWenJuneltll，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有

3、权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。匦开口保密(——年)作者签名：王逊签字日期：2鲤2．‘。22．勋签红．雄L导师签名：弋乒q扭乳摘要结构在强动态载荷作用下变形和破坏的研究对诸多工程如核工程、车辆的耐撞击性、离岸工程、船舶工程、化学工程和国防工业的结构安全计算和安全评估有重要的意义。特别是金属靶板的变形和穿透的研究对于设计防

4、弹、防坠落物体撞击以及预防因工业爆炸而产生的碎片撞击的安全防护结构有重要的应用价值。本文针对金属薄靶在平头弹丸撞击下的穿透问题分别进行了理论研究和数值模拟分析。在理论研究方面首先提出了预测金属圆板破坏的等效应变失效准则，并建立了预测金属薄板失效的破坏图。模型的预测结果与已发表的实验结果和Wen．Jones模型进行了比较，结果表明新模型与Wen．Jones模型预测的结果相近，并且与实验测得的数据吻合的较好。进一步分析表明Wen．Jones模型是新模型的一种特殊情况，即当靶板材料的延性足够大时，新模型就蜕化为Wen．Jones模型。在数值模拟方

5、面，建立了平头弹丸冲击铝合金薄靶的模型。用ABAQUS有限元模拟软件，通过其二次开发模块VUMAT嵌入修正的JC本构，模拟了平头弹侵彻铝合金薄靶的过程，计算了铝合金薄板应变随时间变化的过程，弹丸的速度、位移和加载力随时间的变化过程以及靶板的临界冲击速度；即弹道极限，并且与实验结果进行了比较。结果表明，数值模拟的结果与相关实验数据吻合较好。关键词：侵彻贯穿平头弹金属薄靶冲塞破坏弹道极限等效应变失效准则摘要ABSTRACTAnunderstandingofthedeformationandfailureofstructuressubjected

6、tointensedynamicloadingsisimportantforsafetycalculationsandsafetyassessmentofstructuresinvariousengineerings，suchasthenuclearengmeenng，vehiclecrashworthiness，offshoreengineering，navalarchitecture，chemicalengmeennganddefenceindUStries．Inparticular，thedeformationandperforati

7、onbehaviorofplatesisimportantforthedesignofcontainmentandprotectivestructuresagainstprojectilesanddroppedobjectsorimpactbyfragmentsgeneratedduringanindustrialexplosion·Thisdissertationconductsafurtherinvestigationintotheperforationofthinmetalplatesstucktransversalbyfiat—en

8、dedprojectiles．Basedonthepreviousstudy，aneffectivestrainfailurecriterionissuggestedtopred