钛合金靶板抗弹性能的数值模拟研究

摘要

近年来，国外许多国家已经把钛合金作为一种新型的结构材料，应用在常规兵器上。钛合金具有很高的比强度和良好的动态力学性能。如果将钛合金应用于装甲战车结构防护上，可以在降低装甲战车质量的基础上提高它的机动性能和作战能力。钛合金与传统的装甲钢相比，优势比较明显，因此，对钛合金抗枪弹和穿甲弹性能进行全面系统的研究十分重要。
　　本文对弹道试验进行了仿真计算，仿真计算结果与试验结果具有很好的一致性，证明本文所使用材料模型参数的可靠性、准确性和所做研究的科学性。基于验证的材料参数，利用LS-DYNA仿真软件数值模拟了球形、方形、柱形预制破片在不同侵彻角度下对钛合金靶板的侵彻情况，进而获取各类型破片对钛合金靶板的极限穿透速度规律，在此基础上建立了不同形状的破片对钛合金靶板的弹道极限速度公式。最后对典型战车进行结构了分析，着重分析了炮塔区域，建立了炮塔的等效模型。选定炮塔作为分析目标，对其进行了数值仿真分析，确定了其弹道极限速度。在此基础上提出了改进炮塔装甲防护性能的几种方案，确定了最佳的装甲结构，使装甲战车减轻重量的基础上，提高了抗弹能力。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钛合金的应用现状与发展趋势

1.3 国内外学者对钛合金抗弹性能的研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 相关穿甲理论简介

2.1 弹体和破片

2.2 靶板的概述

2.3 弹道极限速度

2.4 本章小结

3 单层钛合金靶板和装甲钢板的抗弹性能数值模拟

3.1 本文所用软件简介

3.2 FSP撞击钛合金靶板和装甲钢板的试验

3.3 钛合金靶板和装甲钢板的抗弹性能数值模拟

3.4 本章小结

4 单层钛合金靶板抗弹性能分析

4.1 计算模型的建立

4.2 球形破片撞击钛合金靶板的数值模拟

4.3 立方体破片撞击钛合金靶板的数值模拟

4.4 圆柱型破片撞击钛合金靶板的数值模拟

4.5 球形破片对钛合金靶板弹道极限速度公式的建立

4.6 本章小结

5 多层组合靶板抗弹性能分析

5.1 步兵战车结构分析与等效模型的建立

5.2 FSP对炮塔前面区域毁伤的数值模拟。

5.3 FSP对多层板的毁伤性能分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢