彈體在含鋼球的鋼纖維混凝土介質(zhì)
發(fā)布時(shí)間:2022-03-16 17:07:27來(lái)源:乾潤(rùn)鋼球
隨著常規(guī)武器在彈體材料、命中精度和破壞效應(yīng)等方面迅速發(fā)展,提高重要防護(hù)工程在炮彈直接命中下的生存能力便成為非常困難的問(wèn)題。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)及波黑戰(zhàn)爭(zhēng)啟迪我們.在工程結(jié)構(gòu)提高自身抗力時(shí),僅靠結(jié)構(gòu)防護(hù)厚度是遠(yuǎn)不夠的,應(yīng)該采用遮彈防護(hù)措施,使彈體偏離目標(biāo)或在充分遠(yuǎn)的防護(hù)層上破壞和起爆。目前提高遮彈層的抗侵徹能力主要有兩條途徑:一是尋求先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系,二是開發(fā)新型防護(hù)材料。
80年代以來(lái),美國(guó)等國(guó)家在防護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)恂形式兩個(gè)方面都開展了大量而深入的試驗(yàn)研究。陸軍工程兵水道試驗(yàn)站1987年至1991年期間對(duì)于侵徹過(guò)程中的偏航問(wèn)題進(jìn)行廠試驗(yàn),并設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的偏航結(jié)構(gòu)形式_1 ;1991年,美國(guó)海軍有關(guān)部門則針對(duì)纖維砼柵板作了一系列抗侵入試驗(yàn),研究了該種結(jié)構(gòu)材料的抗侵徹特性;1995年,Dancygier A N和Yankelevsky D Z_通過(guò)試驗(yàn)研究r鋼纖維砼等新型材料的抗侵徹特性。
利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合回歸分析得出切合工程實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)公式.一直是研究彈體侵入問(wèn)題的主要手段。其中較為著名的有NDRC公式、“別列贊”公式、UKAEA公式等。 盡管在利用現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式評(píng)價(jià)局部作用方面有了可觀的進(jìn)展,但推薦的公式都具有一系列嚴(yán)重的缺陷,特別是在幾乎所有的公式中都沒(méi)包含尺度關(guān)系。隨著武器技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展,經(jīng)驗(yàn)方法的局限性越來(lái)越明顯。
到目前為止,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)彈體的動(dòng)態(tài)侵入、材料的動(dòng)態(tài)斷裂及破碎等問(wèn)題給予了極大的關(guān)注,但成果離實(shí)際工程應(yīng)用尚有相當(dāng)?shù)木嚯x。有限元方法當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外研究者的工作中得到了廣泛的應(yīng)用.但是,該法最嚴(yán)重的缺陷是缺乏單元工作的可靠原始數(shù)據(jù)。因此,目前還不能為實(shí)際計(jì)算建議提供重要基礎(chǔ)。工程模型仍不失為重要的研究方法,其中空腔膨脹理論是目前公認(rèn)的較為成功的工程分析方法盡管纖維混凝土材料在空間上表現(xiàn)為不均勻,加之彈體侵徹機(jī)理涉及材料的各種微觀、細(xì)觀和宏觀物理力學(xué)特性.目前還不能在這樣多尺度水平上加以應(yīng)用研究。作為工程模型近似處理,本文采用復(fù)合材料的混合律理論,將靶體材料按宏觀均質(zhì)進(jìn)行處理并利用空腔理論進(jìn)行分析。
含鋼球的鋼纖維混凝土介質(zhì)的抗侵徹機(jī)理與普通鋼纖維混凝土介質(zhì)大不相同。在鋼纖維混凝土中加入鋼球 可以產(chǎn)生不均勻應(yīng)力場(chǎng),使彈體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏航 彈體侵徹過(guò)程中與鋼球的相互作用是一個(gè)隨機(jī)接觸碰撞問(wèn)題。因而應(yīng)該從碰撞接觸力入手對(duì)鋼球的偏航作用作出分析。由于彈體斜入射過(guò)程中,在靠近自由表面一側(cè)的鋼球受邊界效應(yīng)的影響,與彈體碰撞的作用力較小,可不考慮其對(duì)偏轉(zhuǎn)的影響。先研究一個(gè)鋼球的影響如碳鋼球,然后研究在概率意義上的影響。