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本文主要以100mm空气炮为例,研究了金属弹丸对均质钢板靶及混凝土靶板的侵彻过程,利用ANSYS10.0/LS-DYNA大型有限元分析程序,对该类侵彻问题进行了三维数值模拟,分析了弹丸着靶过载的性质,论证了有限元程序对侵彻分析的有效性,为火工品耐过载分析与设计提供参考。论文首先回顾了目前国内外对过载分析的方法与成果,论述了空气炮在过载研究过程的实用性和有效性,在此基础上对空气炮进行改进优化,并简要说明了本文主要模拟对象100mm小孔式空气炮的结构及原理。同时介绍了大型有限元程序在进行模拟侵彻分析时的主要算法。第三章主要以ANSYS10.0/LS-DYNA对金属弹丸垂直侵彻和斜侵彻钢板靶的问题进行了三维数值模拟,提出了侵彻过程中弹靶的简化模型和假设,描述了弹靶作用的详细过程,给出了不同时段的侵彻图像,并具体研究了弹丸初速、材料、侵彻角度以及靶板厚度等参数对侵彻性能的影响,并总结分析了这些参数的改变在侵彻过程中对弹丸的着靶过载加速度影响情况,对侵彻钢板靶的情况进行了总结。第四章简要的对钢质弹丸侵彻半无限混凝土靶板的问题进行了三维数值模拟,描述了弹靶作用的详细过程,针对弹丸初速、侵彻角度以及靶板厚度等参数对侵彻过程的影响,分析了弹丸着靶过载加速度的变化情况。第五章主要对侵彻过程中火工品组件的过载情况进行了模拟分析,要前面所做工作的基础上,在空心弹中加入受试火工品,通过大量的模拟工作得到了不同情况下火工品的过载情况,并与实验用弹的过载情况进行了对比参照。全文以大量的模拟过程充分的论证了大型有限元分析程序ANSYS10.0/LS-DYNA在侵彻问题的模拟分析上的有效性和准确性,并详细分析了弹丸的着靶过载情况。在此基础上回顾了本文在模拟过程中存在的不足之处,并对今后的工作指明了道路与方向。