彈體侵徹混凝土靶體侵徹深度的數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土作為一種建筑材料被廣泛使用在各種軍事和民用建筑設施上，因此彈體侵徹混凝土靶體在工程防護上是一個重要研究課題。雖然已有很多試驗和數(shù)值研究，但混凝土侵徹伴隨著大變形、高壓和高應變率,因此侵徹過程中仍有很多問題亟需解決，而且受限于經(jīng)濟條件和實驗條件不能展開大量實驗研究。如此背景下，數(shù)值計算就成為了一條經(jīng)濟且可靠研究途徑。本文基于 LS-DYNA數(shù)值研究了混凝土靶體動態(tài)球形和柱形空腔膨脹的機理，并建立了侵徹深度預測模型；采用AUTODYN

2、研究了混凝土侵徹過程，并依此修正Forrestal模型中的開坑深度項。
　?。?）介紹了幾種當前使用最為廣泛的侵徹深度預測模型。通過與其他經(jīng)典模型的比較，結果表明考慮了尺寸效應的 Forrestal模型對于不同尺寸的彈體和各種強度靶體的實驗數(shù)據(jù)都能夠較好吻合。
　　（2）采用LS-DYNA對空腔膨脹過程進行了數(shù)值模擬研究。分析了空腔膨脹的影響因素，結果表明空腔界面壓力與膨脹速度平方成正比，密度與膨脹速度平方成反比，且膨脹速度

3、隨抗壓強度、壓碎應力和壓實應力的提高而降低；而空腔半徑，及混凝土材料抗拉強度等與界面的膨脹速度基本無關。通過擬合球形和柱形界面速度到達穩(wěn)定時對應的臨界速度的計算公式，建立了空腔壓力與界面膨脹速度的函數(shù)關系，并由此給出了侵徹深度的預測模型。與實驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，對于較低的初始速度，基于柱形理論獲得的預測結果大于基于球形理論獲得的預測值，更接近實驗數(shù)據(jù)；而對于較高的初始速度，基于球形理論獲得的預測結果大于基于柱形理論獲得的預測值，且更接近實驗

4、數(shù)據(jù)。
　?。?）采用AUTODYN對混凝土侵徹響應機理進行了數(shù)值研究。結果表明彈頭形狀，靶體強度和沖擊速度均對彈體的減加速度有顯著影響，而且隨著初始速度的增加，速度的效應越來越大。通過在靶體中心對稱軸位置預置深坑，消除了因彈體嵌入導致的靶體前表面的運動，從而導其侵徹深度明顯減小。隨著侵徹速度的增加，開坑效應越來越小。結果表明彈頭形狀對開坑深度有明顯影響，但靶體強度和侵徹速度則基本沒有影響?；跀?shù)值模擬結果得到開坑深度計算模型可以