《破片毁伤效应与防护技术》徐豫新，赵晓旭，任杰【pdf】

内容简介:

本书以破片毁伤效应以及典型防护结构设计方法为主题，以不同材料、结构破片对不同结构靶体毁伤效应研究为主线，针对钨合金破片对低碳钢极限穿深，超高强度合金钢破片对高强度低合金钢、钢/纤维复合结构、钢/纤维/钢复合结构的贯穿效应，以及柱面薄壳装药引燃/引爆等问题开展研究。本书对破片毁伤效应的经典内容进行了充实和深化，并补充了高速破片防护复合结构的设计方法，概念明确、条理清晰、重点突出、内容翔实，可供从事弹药及毁伤评估研究的科研人员和技术人员学习参考。

作者简介:

徐豫新，男，1982年生，河北乐亭人。北京理工大学机电学院副教授、博士研究生导师，主要从事新型材料动态力学行为及应用技术、毁伤效能评估技术、战斗部数字化设计技术研究，担任“高能量密度材料”教育部重点实验室副主任，某国防重大专项总师助理，中国兵工学会爆炸与安全专业委员会总干事，毁伤评估技术专业委员会干事，中国人民解放军海军XX抗冲击实验室顾问，海军XX抗冲击研究试验中心顾问，已授权发明专利6个，获得软件著作权6个，公开发表学术论文40余篇，其中SCI收录6篇，EI收录20余篇，获部级三等奖1项。

目录:

第 1章绪论001

1.1研究意义002

1.2破片效应研究简史004

1.3问题的提出与分析005

1.4前人工作综述008

1.4.1破片的侵彻与贯彻008

1.4.2破片对炸药装药的撞击起爆011

第 2章钨合金破片对有限厚度金属靶的贯穿极限015

2.1引言016

2.2着靶速度及分类017

2.3有限厚金属靶的破片穿甲试验018

2.3.1弹靶撞击响应现象及分类018

2.3.2试验系统019

2.3.3试验结果及分析023

2.3.4讨论032

2.4破片破坏机理及判据033

2.4.1破片破坏响应现象及机理033

2.4.2破片侵蚀/破碎判据042

2.4.3讨论047

2.5钢靶靶孔孔径计算049

2.5.1靶孔入口处微观表面观察049

2.5.2靶孔孔径计算模型051

2.6有限厚金属靶的破片穿甲数值模拟056

目录2.6.1计算应用程序056

2.6.2应用程序理论058

2.6.3几何模型及离散化058

2.6.4材料描述059

2.6.5计算结果及分析061

2.7钨合金破片穿甲极限能力计算064

2.7.1破片侵彻中的能量转换064

2.7.2极限贯穿厚度计算066

2.8小结067

第3章韧性钢破片高速侵彻高强度低合金钢069

3.1引言070

3.2试验研究用靶体钢力学性能测试与分析071

3.2.1高强度低合金（HSLA）钢简介071

3.2.2试验研究用钢及静力学性能测试072

3.2.3试验研究用靶体钢动态力学性能测试074

3.2.4试验研究用靶体钢的Johnson-Cook模型参数拟合075

3.3试验研究用破片及靶体结构078

3.4试验目的、原理与方法080

3.4.1试验目的080

3.4.2试验原理与方法080

3.5试验内容081

3.6试验结果081

3.7弹道极限v50的分析计算模型083

3.7.1破片侵彻量纲分析083

3.7.2弹道极限分析计算模型084

3.7.3模型检验与修正088

3.8数值仿真模型100

3.9材料描述102

3.9.1材料本构方程102

3.9.2材料状态方程103

3.9.3失效模型104

3.10数值仿真结果及分析104

3.10.1仿真模型检验104

3.10.2破片对6～8 mm厚合金钢靶板的侵彻仿真106

3.10.3弹道极限分析计算模型修正与形式转换109

3.10.4破片贯穿合金钢靶板后剩余速度数值仿真118

3.10.5破片贯穿合金钢靶板后剩余速度工程计算模型124

3.11小结126

第4章韧性钢破片对钢/纤维复合结构侵彻性能分析方法129

4.1引言130

4.2钢、纤维复合（装甲）结构特征131

4.2.1复合（装甲）结构131

4.2.2纤维增强复合材料132

4.3纤维材料性能相关性分析与选择132

4.3.1增强体种类及影响134

4.3.2基体种类及影响136

4.3.3基体含量及影响137

4.3.4纤维增强复合材料的应变率效应139

4.4复合材料选型与力学性能测试141

4.4.1选型试验141

4.4.2力学性能测试142

4.5破片对复合结构侵彻试验研究144

4.5.1试验目的144

4.5.2试验内容145

4.5.3试验结果及分析146

4.5.4分析讨论154

4.6破片侵彻钢/纤维复合结构理论分析模型156

4.6.1无间隔复合结构156

4.6.2有间隔复合结构161

4.7破片对钢/纤维复合结构侵彻数值仿真研究162

4.7.1数值仿真及接触算法162

4.7.2复合材料仿真模型及参数163

4.8破片对无间隔复合结构侵彻效应的数值仿真164

4.8.1仿真计算模型检验164

4.8.2纤维材料板厚度对破片侵彻效应的影响规律165

4.9破片对有间隔复合结构侵彻效应的数值仿真181

4.9.1仿真计算结果检验181

4.9.2纤维材料板厚度对破片穿甲效应的影响规律184

4.10有无间隔条件下复合结构比吸收能对比195

4.11小结198

第5章钢/纤维复合结构抗破片侵彻优化设计方法及应用201

5.1引言202

5.2复合结构防护性能优化设计所关心问题203

5.3钢/纤维复合结构抗破片侵彻优化设计方法204

5.3.1合金钢板与纤维板无间隔层合复合结构204

5.3.2合金钢板与纤维材料板有间隔层合复合结构205

5.4钢/纤维复合结构抗破片侵彻优化设计实例与结果验证207

5.4.1设计实例的防御目标207

5.4.2钢/纤维复合结构尺寸设计207

5.4.3钢/纤维复合结构抗破片侵彻性能验证214

5.5小结216

第6章韧性钢破片对钢/纤维/钢复合结构的侵彻与贯穿效应217

6.1引言218

6.2韧性钢破片对不同夹层材料复合结构侵彻试验219

6.2.1试验系统及方法219

6.2.2试验及结果222

6.2.3讨论224

6.3韧性钢破片对不同特征复合结构的侵彻与贯穿226

6.3.1不同结构特征复合结构的破片穿甲试验227

6.3.2不同特征复合结构的破片穿甲数值模拟234

6.3.3临界贯穿条件下的能量转换237

6.4韧性钢破片剩余速度、动能消耗与着速的相关性245

6.4.1破片剩余速度与着速的相关性245

6.4.2破片动能消耗与着速的相关性248

6.5小结255

第7章超高强度弹体钢的动力学行为257

7.1引言258

7.2试验用材料简介259

7.335CrMnSiA钢准静态力学性能260

7.3.1准静态拉伸测试260

7.3.2准静态压缩测试261

7.3.3准静态加载下35CrMnSiA钢断口组织分析263

7.435CrMnSiA钢SHPB动态压缩测试264

7.4.1试验原理与装置264

7.4.2试验结果与分析265

7.4.3中应变率下35CrMnSiA钢失效行为分析269

7.4.4一维应力状态下35CrMnSiA钢失效判据269

7.535CrMnSiA钢平板撞击试验研究272

7.5.1试验原理与装置272

7.5.2试验结果与分析280

7.5.3高压高应变率下35CrMnSiA钢可逆α→ε相变294

7.6小结298

第8章大质量超高强度弹体钢破片对低碳合金钢的侵彻效应301

8.1引言302

8.23种低碳合金钢的化学组分及静、动态力学性能303

8.2.1化学组成及热处理工艺303

8.2.2准静态力学性能304

8.2.3动态压缩性能306

8.335CrMnSiA钢对低碳合金钢侵彻试验结果及分析309

8.3.1试验原理与装置309

8.3.2试验结果与分析309

8.43种低碳合金钢失效行为与判据312

8.4.13种低碳合金钢金相组织分析312

8.4.235CrMnSiA钢弹体高速撞击下3种低碳合金钢的

失效判据315

8.5高速撞击下超高强度合金钢平头圆柱弹体损伤演化规律317

8.5.1回收35CrMnSiA钢弹体剩余质量变化规律317

8.5.2超高强度合金钢弹体损伤演化规律322

8.6小结326

第9章破片对柱面薄壳装药的引爆/引燃329

9.1引言330

9.2柱面薄壳装药的破片撞击试验331

9.2.1试验系统及方法332

9.2.2试验及结果335

9.2.3靶标内受损炸药的微观观察337

9.2.4讨论339

9.3柱面薄壳装药破片撞击引爆/引燃机制341

9.3.1壳体屏蔽装药的撞击引爆/引燃机制341

9.3.2柱面薄壳装药破片撞击引爆数值模拟343

9.3.3柱面薄壳装药破片撞击后冲击波效应引爆阈值377

9.3.4讨论382

9.4薄壳装药破片撞击后机械效应引爆/引燃相关性383

9.4.1壳体材料对装药引爆/引燃响应特征的影响383

9.4.2破片材料对装药引爆/引燃响应特征的影响387

9.4.3小结390

9.5薄壳装药破片撞击引爆/引燃判据390

9.5.1薄壳装药破片撞击引爆/引燃判据表征390

9.5.2薄壳装药破片冲击引爆/引燃判据验证393

9.6小结395

参考文献397

索引426