外爆加載下分層金屬管膨脹破裂過程研究.pdf

1、該文第一部分主要關(guān)注外爆過程中殼體內(nèi)界面對驅(qū)動過程和破裂過程的影響,研究內(nèi)界面對破片形成過程的作用.為此該文設(shè)計了分層結(jié)構(gòu)金屬管,用硝基甲烷從內(nèi)部加載分層管.由于與單層管相比,經(jīng)過分層后的金屬管在內(nèi)界面處的邊界、約束、應(yīng)力狀態(tài)、加載方式等方面都存在差異,這必然導(dǎo)致同厚度單層管與分層管在相同加載條件下的宏觀表現(xiàn)行為(破裂時間、破片尺寸及數(shù)目、碎片初速等)存在差異,由于這一問題的復(fù)雜性,該文以實驗觀察為主,理論分析結(jié)合數(shù)值模擬為輔對這一問題

2、進行了初步探討.采用高速分幅攝影技術(shù)來記錄動態(tài)破裂發(fā)展過程,得到了清晰的過程圖片.觀察到了單、雙、三層管起裂,出現(xiàn)貫穿性破裂及出現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)物泄露所對應(yīng)的時刻.雙層管出現(xiàn)貫穿性破裂最晚及其所具有的最大破片速度說明內(nèi)界面的存在使貫穿性破裂推遲發(fā)生,內(nèi)壓加擠壓阻止了爆轟產(chǎn)物的過早泄露,使更多的爆炸能量傳遞給了管壁,同時也說明存在最佳內(nèi)界面數(shù)及最佳位置問題.三,雙層管表面裂紋密度較單層管大,分布也較單層管均勻,這說明內(nèi)界面能均勻爆炸壓力,延遲由

3、于材料固有缺陷而導(dǎo)致破裂局域化過早發(fā)生,使破裂均勻發(fā)展,破片數(shù)目增多.用LS-DYNA3D非線性三維有限元程序?qū)^程進行了數(shù)值模擬,計算得到的位移歷史,破片速度等典型物理量都和實驗觀測符合得很好,通過分析雙、三層管接觸面兩側(cè)的徑向應(yīng)力歷史發(fā)現(xiàn)此過程雙、三層內(nèi)部各殼層發(fā)生過一系列碰撞.并根據(jù)徑、環(huán)向單元應(yīng)力演變過程結(jié)合管壁裂紋形成及分布特性初步解釋了實驗所觀察到的現(xiàn)象該文第二部分對長桿彈侵徹脆性材料的數(shù)值模擬作了一些探索.混凝土靶采用JH