研究高速相對運動物體之間相互碰撞的現象與規律的學科。是爆炸力學的分支學科，是終點彈道學的理論基礎之一。
基本介紹
- 中文名：撞擊動力學
- 發布者：中國軍事百科全書編審室
第二次世界大戰期間及戰後，在應力波理論、材料動態力學性能的理論和實驗及在彈丸侵徹等問題的套用上取得的成就，奠定了撞擊動力學的基礎。20世紀60年代以後，撞擊動力學的研究對象不斷擴大，理論研究也取得長足進步。80年代以來，測試技術的發展和實驗水平的提高，尤其是數值仿真技術的日益完善，使撞擊動力學的研究更加深入，進一步豐富學科的內涵。
主要研究介質受到強脈衝載荷作用時的力學效應。彈塑性體碰撞時，在各自的表面和內部將產生高強度、短歷時衝擊載荷的作用。碰撞載荷的大小主要取決於撞擊體的質量和碰撞速度，受衝擊面上的載荷強度還與撞擊體的姿態和接觸面積有關。在這種載荷作用下，不但在撞擊體表面產生變形、破壞，甚至熔化或汽化，而且在可變形的撞擊體的內部還將發生質點的位移運動、應力與應變的傳播及它們之間的相互作用，最終導致撞擊體發生結構的塑性變形、解體破壞等整體回響。在高速碰撞下，所涉及材料的變形—破壞行為十分複雜，必須計及材料的應變率效應、硬化效應和溫度效應等。撞擊動力學主要研究內容包括：①應力波的傳播與相互作用。研究在衝擊載荷作用下，固體介質中應力波傳播的基本理論，包括彈性波、塑性波、黏彈性波、彈—黏塑性波及其他類型的應力波。應力波引起的物體變形與破壞現象。②材料在高壓下的流體動力學理論。將流體動力學理論推廣到非線性彈塑性波領域，即忽略固體的剪下強度，從激波理論出發，討論隨著載荷強度的降低對塑性變形的影響。研究固體在高壓衝擊下的激波守恆關係、固體在高壓下的等熵流動等各種狀態方程及高壓下材料的流動與破壞。③衝擊載荷下材料的動力學回響與動態破壞準則。研究材料在不同載入條件下所對應的本構關係，這種高壓下材料的應力—應變關係反映了材料的變形—硬化效應、變形—熱效應、變形的應變率效應及載入頻率和作用時間的影響；研究不同材料在各應變率（在101～107之間）水平下所對應的破壞準則。④各種高速碰撞問題。研究彈塑性桿體、金屬射流對半無限厚或有限厚彈塑性靶體的高速衝擊、平板的高速碰撞問題，高速碰撞條件下材料中的絕熱剪下現象，以及材料破壞的裂紋產生、發展和傳播問題等。⑤實驗與測試技術。⑥高速碰撞現象的數值模擬。
撞擊動力學在軍事上主要用於火炮、車輛、艦船、飛行器操作中的各種撞擊行為的研究。例如，彈藥發射安全性，彈丸的爆炸及其破片的形成，破片殺傷有生力量和侵徹飛機蒙皮等薄裝甲，彈丸對裝甲板及其他障礙物、介質的撞擊、侵徹或穿孔，超高速聚能金屬射流的形成和破甲過程，碎甲彈作用時在鋼甲中形成的應力波及崩落效應，裝甲防護，魚雷、飛彈入水及航空航天飛行器防護等方面。此外，在機械、冶金、採礦、石油、交通、能源、地球物理、材料合成等領域中也有廣泛套用，如水力採煤和金屬板的爆炸焊接等。
