本书共14章，主要基于作者及相关合作者近10年的研究成果，给出了长杆高速侵彻和超高速侵彻的理论模型和数值分析。内容包括长杆高速侵彻的理论模型、长杆侵彻应用之自锐穿甲和分段杆侵彻、界面击溃的理论模型和数值模拟，以及长杆超高速侵彻的理论模型。
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 长杆高速侵彻的基本概念 4
1.2.1 长杆弹的不同侵彻模式 4
1.2.2 长杆高速侵彻的四个阶段 6
1.3 长杆高速侵彻的研究方法 8
1.3.1 实验研究 8
1.3.2 数值模拟 11
1.4 长杆高速侵彻的理论模型 13
1.4.1 流体动力学理论与Allen-Rogers模型 13
1.4.2 Alekseevskii-Tate 模型 15
1.4.3 其他理论模型 18
参考文献 21
第2章 长杆高速/超高速侵彻问题研究进展 32
2.1 引言 32
2.2 弹靶材料性质对长杆高速侵彻的影响 32
2.2.1 长杆高速侵彻中的靶体阻力Rt 32
2.2.2 长杆高速侵彻中的弹体强度Yp 36
2.2.3 其他材料性质对长杆高速侵彻的影响 38
2.3 长杆弹头部形状对侵彻能力的影响 42
2.3.1 初始弹头形状对长杆侵彻能力的影响 42
2.3.2 侵彻过程中弹头形状对长杆侵彻能力的影响 44
2.4 长径比效应与分段杆设计 46
2.4.1 长径比效应及其作用机理 46
2.4.2 长径比效应的应用：分段杆 50
2.5 陶瓷靶抵抗长杆侵彻与界面击溃 55
2.5.1 陶瓷靶抵抗长杆侵彻 55
2.5.2 界面击溃 59
2.6 非理想长杆侵彻 65
2.6.1 长杆侵彻有限厚靶 65
2.6.2 非对称长杆侵彻 68
2.7 长杆超高速侵彻的弹粑可压缩性 73
2.8 研究展望 78
参考文献 80
第3章 长杆高速侵彻的Alekseevskii-Tate模型求解 91
3.1 引言 91
3.2 Alekseevskii-Tate模型的理论解 91
3.3 理论解的简化近似 95
3.3.1 近似解1 97
3.3.2 近似解2 99
3.3.3 无量纲线性系数尺 100
3.4 近似解的进一步讨论 100
3.4.1 弹尾速度 100
3.4.2 侵彻速度 101
3.4.3 两组近似解的适用条件 102
3.4.4 侵蚀速率 103
3.4.5 侵彻效率 103
3.5 近似解与一阶摄动解对比 105
3.6 模型参数分析 106
3.7 算例分析 108
3.8 本章小结 112
参考文献 113
第4章 长杆高速侵彻的速度关系与控制参量 115
4.1 引言 115
4.2 长杆高速侵彻中的线性关系 116
4.2.1 实验数据与模拟结果 116
4.2.2 基于流体动力学模型的理论分析 118
4.3 基于Alekseevskii-Tate模型的理论分析 120
4.4 Alekseevskii-Tate 模型近似解与 关系 124
4.5 长杆高速侵彻的减速分析 126
4.5.1 瞬时速度衰减速率 126
4.5.2 长杆高速侵彻过程的速度衰减程度 127
4.5.3 速度衰减程度对关系的影响 129
4.6 长杆高速侵彻的特征控制参量 129
4.7 长杆高速侵彻的控制参量参数分析 131
4.8 本章小结 134
参考文献 134
第5章 长杆高速侵彻的二维模型 136
5.1 引言 136
5.2 模型构建 137
5.2.1 基本思路 137
5.2.2 基本方程 139
5.2.3 典型弹体头形与头形因子 140
5.2.4 模型参数义和B的取值 142
5.3 模型求解 143
5.4 长杆高速侵彻过程中头形的影响 145
5.4.1 头杆径比*的影响 145
5.4.2 头形因子N*的影响 149
5.5 本章小结 152
参考文献 152
第6章 钨纤维増强金属玻璃复合材料长杆弹侵彻试验 155
6.1 引言 155
6.2 穿甲实验描述 156
6.3 实验情况 157
6.4 侵彻弹道和残余弹体宏观形貌分析 159
6.4.1 钨合金弹 159
6.4.2 钨纤维非晶弹 160
6.5 残余弹体微细观形貌及金相分析 163
6.5.1 钨合金残弹 163
6.5.2 钨纤维非晶残弹 166
6.6 钨纤维残余弹体头部边缘层金相分析 168
6.7 弹体材料失效破坏模式分析 170
6.8 穿甲过程对Q235钢靶体显微组织的影响 172
6.9 讨论 173
参考文献 175
第7章 穿甲“自锐”行为的数值/理论分析和考虑头形变化的三阶段二维模型 176
7.1 引言 176
7.2 有限元几何模型和材料本构模型 177
7.2.1 几何模型 177
7.2.2 弹靶材料模型 179
7.3 模型验证及讨论 183
7.3.1 30CrMnMo钢靶 183
7.3.2 Q235 钢靶 188
7.4 复合材料弹体“自锐”机理分析 190
7.4.1 侵彻过程中的弹靶变形和破坏特性 190
7.4.2 弹体内部应力和弹体速度的变化特性 192
7.5 不同因素对复合材料弹体“自锐”特性的影响 194
7.5.1 撞击速度的影响 195
7.5.2 靶材强度的影响 197
7.5.3 初始弹头形状的影响 198
7.6 长杆高速侵彻钢靶的二维效应分析 201
7.6.1 小尺寸长杆弹侵彻30CrMnMo钢靶 201
7.6.2 大尺寸长杆弹侵彻Q235钢靶 202
7.7 钨合金长杆高速侵彻钢靶的数值模拟 205
7.8 长杆弹侵彻过程头形变化及质量侵蚀 209
7.8.1 头形变化分析 209
7.8.2 长杆侵彻过程中弹头质量侵蚀机制分析 214
7.9 考虑头形变化的长杆弹三阶段侵彻二维理论模型 216
7.9.1 初始瞬态阶段 216
7.9.2 准定常侵彻阶段 217
7.9.3 次级侵彻阶段 218
7.10 本章小结 221
参考文献 223
第8章 分段杆侵彻性能的数值建模与分析 226
8.1 引言 226
8.2 有限元模型及验证 227
8.2.1 弹、靶材料本构关系 227
8.2.2 弹靶有限元模型与验证 228
8.3 数值模拟结果与分析 230
8.3.1 长杆弹侵彻 230
8.3.2 理想分段杆侵彻 230
8.3.3 带套筒的分段杆侵彻 233
8.4 三种弹型的侵彻过程比较 234
8.5 长径比和分段间隔对理想分段杆侵彻影响的数值分析 236
8.5.1 不同长径比的分段杆侵彻 236
8.5.2 不同分段间隔的分段杆的侵彻 239
8.6本章小结 242
参考文献 242
第9章 锥头长杆弹撞击陶瓷靶过程中由界面击溃向侵彻的临界转变 244
9.1 引言 244
9.2 锥头弹界面击溃过程中的速度下降和质量侵蚀 246
9.3 弹体由界面击溃向侵彻转变所对应的临界撞击速度范围 249
9.4 弹体由界面击溃向侵彻转变的临界转变时间 261
9.4.1 靶材强度的变化 261
9.4.2 临界转变时间 263
9.5本章小结 265
参考文献 266
第10章 长杆弹撞击陶瓷靶的数值模拟研究 270
10.1 引言 270
10.2 数值模财法 270
10.2.1 数值算法及模型 271
10.2.2 材料模型及参数 271
10.2.3 边界条件设置 273
10.3 模型算法及网格收敛性 274
10.3.1 盖板算法选择 274
10.3.2 陶瓷算法选择 275
10.3.3 网格收敛性 276
10.4 模拟参数验证 277
10.4.1 材料参数选择 277
10.4.2 侵蚀参数选择 280
10.5 界面击溃 281
10.5.1 模拟结果 282
10.5.2 模拟结果与理论对比 284
10.6 驻留转侵彻 287
10.6.1 模拟结果 287
10.6.2 模拟结果与理论比较 289
10.7 直接侵彻 290
10.8侵彻过程中弹头形状变化 291
10.9 本章小结 293
参考文献 294
第11章 可压缩性对超高速侵彻的影响 296
11.1 引言 296
11.2 完整可压缩侵彻模型 296
11.2.1 状态方程 296
11.2.2 冲击波的处理 297
11.2.3 冲击波到驻点的等熵过程 298
11.3 完整可压缩侵彻模型的数值求解 299
11.3.1 数值求解 299
11.3.2 程序验证 302
11.4 可压缩侵彻模型的参数讨论 304
11.5 可压缩性对侵彻的影响 305
11.5.1 强可压缩弹侵彻弱可压缩靶 306
11.5.2 弹侵彻可压缩性相当的靶 309
11.5.3 弱可压缩弹侵彻强可压缩靶 312
11.6 主要参量的分析 315
11.6.1 弹/靶界面压力 315
11.6.2 强度 316
11.6.3 内能 316
11.6.4 侵彻效率 317
11.7本章小结 318
参考文献 318
第12章 超高速侵彻的近似可压缩模型 319
12.1 引言 319
12.2 基本理论 319
12.3 近似模型的假设 321
12.3.1 冲击波的影响 321
12.3.2 Murnaghan 状态方程 323
12.4 理论推导 327
12.4.1 近似模型 327
12.4.2 Fedorov 和 Bayanova 的模型 329
12.5 算例 331
12.5.1 强可压缩弹侵彻弱可压缩靶 331
12.5.2 弹侵彻可压缩性相当的靶 332
12.5.3 弱可压缩弹侵彻强可压缩靶 334
12.6 近似模型的精度分析 335
12.7 本章小结 339
参考文献 340
第13章 超高速长杆弹和射流侵彻的理论研究 341
13.1 引言 341
13.2 髙速WHA长杆弹 341
13.2.1 侵彻效率 341
13.2.2 下限临界速度 343
13.3 超高速WHA长杆弹 346
13.4 铜射流 349
13.4.1 考虑材料强度和可压缩性的虚拟原点方法 350
13.4.2 算例 351
13.5 本章小结 354
参考文献 354
第14章 长杆超高速侵彻的近似可压缩流体模型 356
14.1 引言 356
14.2 近似可压缩流体侵彻的理论模型 357
14.2.1 模型的建立 357
14.2.2 模型的解 358
14.3 模型验证与分析 359
14.3.1 实验验证 359
14.3.2数值模拟比较分析 362
14.4 模型分析 365
14.4.1 与A-T模型比较分析 365
14.4.2 与流体动力学理论比较分析 367
14.5 结果讨论 371
14.5.1 侵彻效率 371
14.5.2 模型应用范围 373
14.6 本章小结 374
参考文献 374
索引 377
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