【摘要】：鋼管約束混凝土具有優(yōu)良的抗侵徹性能,在防護(hù)工程中應(yīng)用前景廣闊。本文在現(xiàn)有圓鋼管約束混凝土抗侵徹性能和機(jī)理研究的基礎(chǔ)上,開展了多邊形鋼管約束混凝土靶結(jié)構(gòu)單元抗侵徹試驗(yàn)、數(shù)值模擬和工程模型研究,揭示了抗侵徹機(jī)理,建立了剛性彈侵徹約束混凝土靶工程模型,為約束混凝土在防護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了重要依據(jù),具有重要的工程應(yīng)用價值。本文主要創(chuàng)新性工作如下:1、進(jìn)行了正六邊形、正方形和圓形鋼管約束混凝土靶抗12.7mm硬芯槍彈侵徹試驗(yàn),得到了破壞模式和主要損傷參數(shù)。結(jié)果表明:正六邊形鋼管約束混凝土靶的抗侵徹性能優(yōu)于圓形和正方形鋼管約束混凝土靶;圓形鋼管約束混凝土靶漏斗坑表面裂紋沿圓周均勻分布,混凝土側(cè)面存在主裂紋;多邊形鋼管約束混凝土靶漏斗坑表面裂紋主要分布在對角線附近,混凝土側(cè)面裂紋密而細(xì);當(dāng)偏心率小于0.35時,彈著點(diǎn)偏心距對多邊形鋼管約束混凝土靶的侵徹深度影響較小。2、基于侵徹試驗(yàn),運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,深入研究了鋼管約束混凝土靶的抗侵徹機(jī)理,重點(diǎn)分析了正六邊形鋼管壁厚和邊長對抗侵徹性能的影響,得到了混凝土和鋼管應(yīng)力的分布規(guī)律及影響正六邊形鋼管約束混凝土靶抗侵徹性能的因素。結(jié)果表明:鋼管約束混凝土靶存在鋼管約束和外圍混凝土自約束雙重作用;鋼管約束效應(yīng)可分為應(yīng)力波效應(yīng)和彈丸擴(kuò)孔階段的徑向約束效應(yīng),且以后者為主;圓形鋼管受徑向均布壓力作用,鋼管壁處于簡單拉伸狀態(tài);多邊形鋼管壁受不均勻內(nèi)壓作用,鋼管壁發(fā)生面內(nèi)拉伸變形和面外彎曲變形;圓形鋼管約束混凝土靶的應(yīng)力沿圓周近似均勻分布,多邊形鋼管約束混凝土靶在對角線附近形成高應(yīng)力區(qū),正六邊形鋼管約束混凝土靶小間距的高應(yīng)力區(qū)提高了約束作用。壁厚和邊長同時影響正六邊形鋼管約束混凝土靶的抗侵徹性能,優(yōu)化壁厚和邊長的匹配可以得到較優(yōu)的抗侵徹性能,對于本文彈丸,較優(yōu)的匹配為:邊長47.5mm,壁厚3.5mm。3、首次提出粉碎區(qū)混凝土采用M-G準(zhǔn)則,建立了約束混凝土的動態(tài)空腔膨脹模型和相應(yīng)的剛性彈侵徹約束混凝土厚靶工程模型,分析了約束剛度和擴(kuò)孔速度對空腔膨脹過程、擴(kuò)孔壓力以及響應(yīng)模式的影響。結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),增大約束剛度,可有效提高侵徹阻力;工程模型與硬芯槍彈侵徹鋼管約束混凝土靶試驗(yàn)吻合較好,侵徹深度最大誤差約為16%。
【圖文】：

1.5 本文主要內(nèi)容及安排本文研究涉及鋼管約束混凝土靶侵徹試驗(yàn)、數(shù)值模擬和工程模型三方面，研究流程及技術(shù)路線如圖1.2所示。首先，進(jìn)行了12.7mm硬芯槍彈侵徹多邊形鋼管約束混凝土靶結(jié)構(gòu)單元（后文簡稱為約束混凝土靶）試驗(yàn)；然后，在侵徹試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮鋼管約束混凝土在遮彈結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，通過數(shù)值模擬重點(diǎn)開展了多邊形鋼管約束混凝土靶抗侵徹機(jī)理和正六邊形鋼管尺寸匹配分析；最后，基于M-G（Modified Griffith）準(zhǔn)則，，建立了約束混凝土有限空腔膨脹理論和剛性彈侵徹約束混凝土厚靶工程模型。本文內(nèi)容安排如下：第一章，緒論。闡述了本文研究背景和意義，從侵徹試驗(yàn)、數(shù)值模擬和工程模型三方面對混凝土侵徹問題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并指出了存在的問題。第二章

性能的影響；C140、T161 和 S213 系列靶含9.06%，主要探討鋼管形狀對約束混凝土靶抗規(guī)格限制，含鋼率略小。每種規(guī)格試件分別著靶姿態(tài)為中心正入射，著靶速度分別為 60徹速度的影響。試驗(yàn)中射擊數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)情每種規(guī)格靶至少有一個有效侵徹深度數(shù)據(jù)。合比密實(shí)性和便于工程應(yīng)用，試件采用自密實(shí)混自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T283-2012經(jīng)試配并測量坍落拓展度（見圖 2.1 和表 2.2）示。其中：水泥為 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥；料為碎石，最大粒徑 15mm；減水劑為液體聚粉煤灰質(zhì)量等級為Ⅱ級；并引入消泡劑以保
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：E95;TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 辛雁清;;混凝土圓柱體試件和立方體試件抗壓強(qiáng)度關(guān)系的分析[J];中國水能及電氣化;2015年07期

2 甄明;蔣志剛;萬帆;劉飛;譚清華;;鋼管約束混凝土抗侵徹性能試驗(yàn)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2015年03期

3 蔣志剛;甄明;劉飛;譚清華;宋殿義;;鋼管約束混凝土抗侵徹機(jī)理的數(shù)值模擬[J];振動與沖擊;2015年11期

4 程怡豪;王明洋;施存程;李浪;孫敖;;大范圍著速下混凝土靶抗沖擊試驗(yàn)研究綜述[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2015年04期

5 黨愛國;李曉軍;;國外鉆地武器發(fā)展回顧及展望[J];飛航導(dǎo)彈;2014年06期

6 羅偉銘;石少卿;田鎮(zhèn)華;尹平;;基于FEM/SPH算法的彈丸侵徹土體數(shù)值模擬[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報;2014年02期

7 胡瑞;汪劍輝;王天運(yùn);顏海春;林大路;季新年;;高含量混雜鋼纖維高強(qiáng)混凝土抗侵徹性能試驗(yàn)研究[J];混凝土;2013年10期

8 張偉;慕忠成;肖新科;;骨料粒徑對混凝土靶抗高速破片侵徹影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];兵工學(xué)報;2012年08期

9 王璞;黃真;周岱;王賢棟;張昌;;碳纖維混雜纖維混凝土抗沖擊性能研究[J];振動與沖擊;2012年12期

10 陳星明;劉彤;肖正學(xué);;混凝土HJC模型抗侵徹參數(shù)敏感性數(shù)值模擬研究[J];高壓物理學(xué)報;2012年03期

相關(guān)會議論文 前1條

1 牛海成;李壯文;孫青嶺;;鋼筋混凝土整體式有限元分析SIGY參數(shù)的研究[A];第16屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 曹揚(yáng)悅也;約束混凝土抗侵徹機(jī)理與工程模型研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 萬帆;鋼管約束混凝土抗侵徹性能與機(jī)理研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

3 甄明;有限空腔膨脹理論及約束混凝土抗侵徹機(jī)理研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

本文編號：2635398