效应靶在爆炸冲击波毁伤评估中的应用研究

摘要

目前常用的几种冲击波毁伤评价方法各有其优缺点，而效应靶评估方法具有工作可靠、使用方便、成本低廉等突出优点。本文对不同爆炸实验中效应靶在冲击波毁伤评估中的应用进行了研究，探讨了效应靶评估方法。
　　本研究主要内容包括：⑴基于弹塑性变形理论，分析效应靶在爆炸冲击波压力下塑性变形机理，即工作原理。初步设计了用于不同实验环境的两种效应靶及其安装结构。以Φ300×1.8mm效应靶为例，探讨了效应靶动态特性的分析方法。⑵应用有限元动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立了炸药、空气、效应靶模型，并进行了数值模拟分析，并利用爆炸塔进行了小当量TNT爆炸实验，验证了该模拟仿真结果的正确性。⑶通过实验，研究了Φ390×2mm效应靶在0.4kg、0.7kg、1.0kg TNT不同炸距处的变形规律。采用量纲分析及相似理论建立了效应靶挠度的变化模型，并对该模型进行了可靠性分析。⑷对Φ300×1.8mm效应靶在大型战斗部爆炸场实验中的变形响应进行了研究，建立冲击波压力与效应靶挠度的对应关系。依据等效载荷原理将冲击波载荷简化，进行加载仿真，并与实验结果对比，验证了加载仿真的可靠性。⑸以效应靶挠度为毁伤参照标准，通过加载仿真定量探讨了冲击波等毁伤曲线理论，验证了等毁伤曲线函数公式。在此基础上，定量分析了冲击波毁伤准则适用范围，为更多学者判断结构在冲击波作用下适用何种毁伤准则提供依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 常用冲击波压力毁伤准则

1．3 国内外研究概况

1．3．1 冲击波毁伤评估研究概况

1．3．2 板结构在冲击波作用下的变形响应研究

1．3．3 数值仿真的意义及应用现状

1．4 本文研究内容及章节安排

2 效应靶工作原理及设计

2．1 效应靶工作原理

2．2 效应靶的设计

2．2．1 效应靶材料尺寸选择

2．2．2 效应靶安装结构设计

2．3 效应靶动态特性分析

2．4 本章小结

3 小当量TNT爆炸冲击波作用下效应靶变形规律分析及实验研究

3．1 引言

3．2 Φ390x2mm效应靶在爆炸冲击波作用下变形规律的数值仿真分析

3．2．1 几何模型及材料模型的确定

3．2．2 爆炸模拟中几个关键问题的解决

3．2．3 效应靶在冲击波作用下的动态响应

3．3 Φ390×2mm效应靶在爆炸塔小当量TNT实验中的应用研究

3．3．1 实验条件及方法

3．3．2 效应靶挠度测量结果

3．3．3 实验挠度与仿真挠度比较

3．4 基于量纲分析的效应靶挠度经验模型建立方法探讨

3．5 本章小结

4 Φ300x1．8mm效应靶在大型战斗部爆炸场实验中的应用研究

4．1 引言

4．2 爆炸场实验

4．2．1 现场布置及测试系统组建

4．2．2 实验结果及分析

4．3 冲击波加载仿真

4．3．1 冲击波等效模型

4．3．2 加载仿真实现及结果分析

4．4 本章小结

5 基于效应靶的冲击波等毁伤曲线研究及毁伤准则适用范围探讨

5．1 等毁伤曲线研究

5．2 冲击波对效应靶的毁伤准则适用范围探讨

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况