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摘要为了金属加工，工程施工和军工武器设计等方面的需要，我们需要细致研究在长型金属复合筒高速侵彻作用下砖墙的物理参数和力学性能的变化规律。本文首先介绍了靶体的具体特征及相关力学参数，同时参考射弹对混凝土和粘土的高速侵彻作用，再利用建模软件和力学分析软件建立模型，对射弹在砖墙中的侵彻进行力学分析和模拟仿真，对弹体定义不同的初速度，进而得出靶体的垂直侵彻深度、弹体速度、加速度、以及整个系统中动能、势能等能量变化曲线，最后再通过不同初速下的弹头和不同弹头形状的实验结果进行对比，建立一个实用、可靠的侵彻公式，并得出一定的具体实验数据，为相关工程试验提供理论依据和参考数据。 28645
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毕业论文关键词 砖墙 高速侵彻 动态有限元 数值仿真 LS–DYNA
Title The penetration effect of the long cylinder of composite metal on brick wal
Abstract In order to metal processing, engineering construction and military weapons design, we need a detailed study in long metal composite tube high-speed penetration brick wall of the physical parameters and mechanical properties changes. This paper first introduces the specific characteristics of the target and the related mechanical parameters, and the reference of high speed penetrating projectile of concrete and clay, and then use modeling software and mechanical analysis models, mechanics analysis and Simulation on the penetration of the brick wall of the projectile, the initial velocity of projectile with different definitions, and then the target of the vertical penetration depth, projectile velocity, acceleration, and the whole system, such as the potential energy curves of kinetic energy, and finally through the results of comparative experiments under different initial velocities and different warhead warhead shape, build a practical, reliable penetration formula, and that the specific experimental data, to provide a theoretical basis and reference data for related engineering test.
Keywords brick wall high speed penetration dynamic finite element numerical simulation LS–DYNA
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景及意义结论1
1.2 砖砌体介绍1
1.3 复合金属简介1
1.4 发展状况3
2 砖墙靶体问题分析4
2.1 研究方法4
2.1.1 实验研究4
2.1.2 近似法和解析法研究4
2.1.3 数值模拟4
2.2 数值模拟简介5
2.2.1 数值模拟的起源、发展及现状5
2.2.2 数值模拟法的步骤6
2.3 工具软件：LS-DYNA6
2.3.1 LS-DYNA的历史6
2.3.2 用LS-DYNA软件进行的仿真分析主要有三大步骤7
2.3.3 LS-DYNA功能特点如下7
3 长型复合金属筒对于土壤靶体侵彻的数值模拟9
3.1 数值模拟计算中的参数设置9
3.2 建立弹体和靶体的模型9
3.3 网格的划分和离散10
3.4 边界约束10
3.5 实验结果11
3.5.1 侵彻效果11
3.5.2 应力分布13
3.5.3 弹体速度及加速度的变化15
3.6 结果分析17
结论 18
致谢 19
参考文献20
1 引言 随着科学技术的发展，人们对于如何合理有效的利用高速状态下的物体的动能愈发重视。其中最为常见的一种运用方式就是侵彻作用。侵彻作用是指具有一定初速度的弹丸、破片、金属射流等侵彻体，依靠本身的动能侵入或贯穿目标的破坏作用[1]。可以按侵彻体的速度进行分类，也可按冲击时的入射角进行分类，按目标靶体的结构和材料特性进行分类，还可以按侵彻体的结构和材料特性进行区分。对物体的高速侵彻作用的研究具有极大的现实意义，在武器研发、工程防护、军、民用建筑等诸多领域都发挥着巨大作用。 1.1 研究背景及意义 在现代热武器中，利用高速运动下弹体、破片等实体的动能对目标进行撞击、贯穿进而达到打击、破坏目标这种攻击形式仍是主流，也就是说利用弹体、破片高速侵彻目标仍是现代战争中最主要的打击手段。那么，如何有效利用弹体、破片的动能，以最小的代价达成目标或以固定的条件如何将打击效果最大化，获得最大收益就是现代武器尤其是弹药方面的主要研究方向。现代战争早已脱离靠武器口径、爆炸当量决胜负的时代，如何有效打击目标也早已取代攻击强度成为各国关注的重点。随着装甲车、坦克等载具的护甲越来越厚，防御工事强度越来越高，穿甲弹的研发也越来越火热。例如理查德•劳力斯在接受英国《金融时报》采访时语出惊人地说，穿甲弹的威胁已成为驻伊拉克和阿富汗的美军面临的越来越严重的问题，在“新型穿甲弹”的频繁袭击下，许多防弹性能颇佳的“悍马”和其他装甲战车伤亡惨重，这些穿甲弹能“像撕纸一样”击碎美军的装甲，使得驻伊和驻阿美军的伤亡率远超以往。同时，穿甲弹对建筑的威胁也是致命的，如：1999年中国位于南斯拉夫大使馆的被轰炸，其中美国战机投放的4枚钻地弹从使馆楼顶一直钻到了地下 4层，穿透了总计 11 层的楼层。为了提高对于重要战略意义目标的保护，许多的具有中要战略意义目标大批转入地下。如日本在 1984 年建成并投入使用的中央指挥部，总共五层，地面仅有两层，其地下深度达到 30 米[2]。除此之外，在非军事领域中侵彻力学也在发挥着越来越大的作用，如在核电站、地质勘探、地震遥测、车辆碰撞、危险品运输、高速钻井等方面的运用成为该方面不可缺少的部分。砖砌体作为最常见的建筑结构之一，常常被用来构建防御工事和民用建筑，对弹体对砖墙的高速侵彻作用的研究实验具有很大的意义，这也是本文的主要探讨方向:利用力学分析软件对砖墙进行建模分析，对弹体对砖墙的高速侵彻进行数值模拟仿真实验，进而得出具体实验数据，为相关工程试验提供理论依据和参考数据。
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