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MCA方法与弹丸侵彻混凝土过程研究

陈克

  本文采用移动元胞自动机法(Movable Cellular Automata Method)研究混凝土材料在冲击、侵彻等动载荷作用下产生损伤和破坏的过程。移动元胞自动机法是一种适于处理非连续介质力学问题的计算方法。根据非均匀材料的细观特征,从运动学的基本原理出发,在原有移动元胞自动机法的基础上,推导出适于高速侵彻的移动元胞自动机法的计算模型。在模型中采用了位移、应力、体积应变等三个破坏准则来模拟材料的动态损伤和破坏过程。应用该模型对混凝土脆性介质在单轴压缩载荷作用下的破坏过程和弹丸侵彻混凝土靶的破坏过程进行数值模拟,并将弹丸侵彻混凝土的计算结果与Forrestal经验公式计算结果和Dytran计算结果进行了对比分析,表明该模型理论的正确性和可靠性。应用移动元胞自动机法计算出混凝土材料在高应变率、高压下的冲击绝热数据,并拟合出混凝土高压状态方程。应用量纲分析和相似理论,讨论了侵彻速度在1000m/s以下,模型弹、靶材料和原型弹、靶材料相同且弹体形状几何形似时,侵彻深度具有几何相似性。采用14.5mm机枪穿爆燃制式弹对300mm厚混凝土靶进行实弹侵彻试验,得到了一些工程上有价值的结果。同时试验结果也进一步验证了移动元胞自动机法的正确性。……   
[关键词]:移动元胞自动机法;数值模拟;弹丸;混凝土;侵彻
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京理工大学2005年
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