通过实验理论和计算相结合的方法对陶瓷材料的变形损伤和破坏特性进行了系统研究,对非增韧陶瓷AD95和增韧陶瓷AD86/10两种材料分别建立了其拉伸和压剪耦合损伤演化方程,建立了可反映材料应变率效应及压力相关效应的屈服准则和增量型粘塑性本构关系,并确定了有关的材料参数。对陶瓷材料的抗侵彻特性进行了系列的实验和数值模拟研究,得到了其厚度防护系数和质量防护系数,计算结果和实验结果良好符合,并分析了其抗侵彻机理。发展了有限元和光滑粒子相结合、有限差分与示踪点法相结合的耦合计算软件以及分子动力学数值方法,并对陶瓷材料的波动特性和抗侵彻规律开展了系列计算,算例证明了新算法和软件的先进性和实用性。提出了一种计及弹端蘑菇头效应、弹渣反弹效应、靶渣扩孔效应和材料应变率效应的抗侵彻问题的新工程分析方法、以及计及靶板损伤的用于抗侵彻计算的改进球腔膨胀模型,算例证明了新方法和模型的有效性。研究表明,陶瓷具有比金属更好的抗侵彻性能,增韧陶瓷具有提高抗侵彻的潜力,是一种很有前途的新型防护材料。
英文主题词ceramics; dynamic behavior; anti-penetration; numerical method; engineering analysis