【摘要】：隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭形式從大戰(zhàn)場、陣地戰(zhàn)轉(zhuǎn)向區(qū)域戰(zhàn)、巷戰(zhàn),戰(zhàn)斗人員和車輛在戰(zhàn)場上受到的威脅日益增加,裝甲防護(hù)技術(shù)成為各國軍事裝備研制課題中的重要一環(huán)。陶瓷有著高硬度、高強(qiáng)度、高韌性及低密度等特性,作為裝甲材料有著傳統(tǒng)材料無可比擬的優(yōu)勢,成為各國裝甲材料研究熱點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高,數(shù)值模擬越來越受研究人員的青睞。但是,由于陶瓷裝甲在高速沖擊下的動態(tài)力學(xué)行為這一問題涉及到斷裂、破壞問題,使用有限差分法、有限單元法等基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論的數(shù)值模擬方法都有相當(dāng)大的困難。而近場動力學(xué)理論作為新興的非局域理論,在處理斷裂、破壞問題時(shí)有著連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論不具有的優(yōu)勢。本文使用非常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)理論,結(jié)合經(jīng)典JH-2本構(gòu)模型,對陶瓷材料的動態(tài)力學(xué)行為進(jìn)行了理論研究與數(shù)值建模。本文的主要研究內(nèi)容包括:1.基于非常規(guī)態(tài)近場動力學(xué)理論,結(jié)合近場動力學(xué)態(tài)理論中的非局域變形梯度,對經(jīng)典Johnson-Holmquist彈塑性材料本構(gòu)在近場動力學(xué)中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了理論研究,提出了陶瓷的近場動力學(xué)理論模型。研究了Johnson-Holmquist彈塑性本構(gòu)方程的應(yīng)力更新算法,為基于經(jīng)典本構(gòu)的陶瓷的近場動力學(xué)計(jì)算提供理論指導(dǎo)。2.根據(jù)本文提出的陶瓷的理論模型設(shè)計(jì)編寫了近場動力學(xué)計(jì)算程序,通過對一系列Johnson-Holmquist本構(gòu)模型的算例進(jìn)行數(shù)值研究,對比驗(yàn)證了本文提出的陶瓷的理論模型的準(zhǔn)確性和可靠性。3.使用本文提出的陶瓷的近場動力學(xué)理論模型研究了陶瓷側(cè)面撞擊實(shí)驗(yàn)以及薄板玻璃沖擊實(shí)驗(yàn)中陶瓷的動態(tài)響應(yīng)和損傷破壞過程,對應(yīng)力波傳播與損傷演化過程進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,本文的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值相吻合,本文的方法在處理陶瓷的高速沖擊破壞問題時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ810.38;TJ04
【圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)化斷裂強(qiáng)度為： = ( ) ( π ￠ ) (2-準(zhǔn)化斷裂強(qiáng)度可以限制為： SM X 在定義重要斷裂強(qiáng)度時(shí)，選用此條件可以提供更好的靈活性 , M N以及SM X為材料的參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)力為: = (2-表示真實(shí)等效應(yīng)力， 表示根據(jù) Hugoniost 彈性極限的等效應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)化的最大拉伸靜水壓強(qiáng)為： = (2-

圖 2-1 膨脹壓力的增量形式增量通過考慮能量決定 當(dāng) D=0 時(shí) = ,當(dāng) D=1.0 時(shí) = 的增量減少時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部勢能并， 增加 和偏應(yīng)力的彈性內(nèi)能一般形式： = 效塑性流動應(yīng)力，表示彈性剪切模量 能量損失為： = ( ) ( )量損失時(shí)， 通過 轉(zhuǎn)化為靜水勢能:

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的數(shù)值模擬結(jié)果將會產(chǎn)生非物理性震蕩 本文采用了 Monagha性算法，這一算法使得沖擊波的模擬成為可能，并且避免了粒子震蕩的產(chǎn)生[53] 為了實(shí)現(xiàn)這一功能，我們考慮采用 Smoothedamics(SPH)中的人工黏性算法

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 胡yN樂;余音;汪海;;基于近場動力學(xué)理論的層壓板損傷分析方法[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

2 楊震琦;龐寶君;王立聞;遲潤強(qiáng);;JH-2模型及其在Al_2O_3陶瓷低速撞擊數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J];爆炸與沖擊;2010年05期

3 侯海量;朱錫;闞于龍;;輕型陶瓷復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)抗彈性能研究進(jìn)展[J];兵工學(xué)報(bào);2008年02期

4 姚國文;劉占芳;黃培彥;;沖擊壓縮下陶瓷材料中的破壞波模型[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2006年02期

5 崔琳,寧俊生,肖佳嘉;“效-費(fèi)”比原則在陶瓷材料選擇及復(fù)合裝甲設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J];兵器材料科學(xué)與工程;2002年01期

6 劉占芳,姚國文,詹先義;高速沖擊條件下玻璃中破壞波的損傷累積模擬[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2001年09期

本文編號：2747288