發(fā)布時間：2020-11-19 21:08

　　 由于局部沖突和恐怖襲擊的客觀存在,裝甲防護結構設計是近年來兵器科學最活躍的研究領域之一。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對坦克、裝甲車輛、飛機等機動性、靈活性的提高,研發(fā)新型材料或新型裝甲結構已經(jīng)成為裝甲防護領域研究的熱點。鋁合金材料由于具有較高強度、較低密度在輕質(zhì)裝甲設計中得到了廣泛應用。高聚物材料具有更低的密度和良好的延性,在個人防護領域已經(jīng)取得了長足進步,也具備成為輕質(zhì)裝甲材料的潛力。本文對鋁合金/高聚物雙層靶板抗沖擊特性進行研究,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結構的設計與應用。結合材料試驗和文獻調(diào)研,可以擬合獲得6082-T6鋁合金的Johnson-Cook模型參量;通過靜態(tài)力學實驗和分離式霍普金森桿試驗可以獲得LDPE和UHMWPE的C-S模型,并通過Abaqus進行校驗,為有限元仿真研究奠定了基礎。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,對單層和復合層狀靶板進行沖擊試驗。通過高速攝影機獲得的試驗數(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、侵徹過程高速攝影圖象、塞塊特征可以對靶板破壞模式進行較為詳細的分析。彈道試驗結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,而在厚度較大時表現(xiàn)出明顯的粘彈性特征。在試驗速度范圍內(nèi),復合結構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。選取典型的復合結構靶板進行數(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。
【學位單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：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 雙層復合防護結構的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 試驗研究
        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
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 6082-T6鋁合金、LDPE、UHMWPE本構關系
    2.1 引言
    2.2 本構關系
        2.2.1 基于J-C的本構關系
        2.2.2 基于C-S的本構關系
    2.3 材料力學試驗
        2.3.1 6082-T6鋁合金力學實驗
        2.3.2 6082-T6鋁合金材料模型
        2.3.3 LDPE、UHMWPE力學試驗
        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 彈道試驗系統(tǒng)與測試方法
    3.2 試驗研究
        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
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板復合結構的沖擊數(shù)據(jù)
    4.3 層狀復合結構靶板與單層靶板抗沖擊性能對比
    4.4 復合結構靶板穿甲有限元仿真
    4.5 本章小結
第5章結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝

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本文編號：2890446