本文主要研究圆环对轮盘碎片的包容性问题。为了研究圆环抵抗轮盘碎片撞击的能力和破坏方式,掌握此类问题的数值仿真方法,选用非线性动力学软件LS-DYNA模拟仿真1/3轮盘碎片与单层及双层靶板的撞击过程。结果发现,靶板主要破坏方式为整体塑性变形、剪切撕裂和拉伸断裂;间距较大时双层靶板的弹道极限速度随间距的增大而增大;前靶板厚度比例较小或较大时弹道极限速度较大;单层靶板的抗击穿能力优于厚度均布的双层靶板。为避免轮盘破裂失效引起的非包容事故,有必要对圆环的包容性进行试验研究,了解圆环受撞击、变形和撕裂过程。试验结果表明,轮盘碎片以相同的瞬时转速撞击不同厚度的包容圆环时,圆环发生非常明显地不同的破坏方式。薄壁圆环的失效方式有剪切、拉伸破坏和大量弹塑性变形,厚壁圆环则以整体弹塑性变形为主。采用LS-DYNA建立计算模型,对试验过程进行数值模拟。计算结果和试验结果有很好的一致性,成功地预测了圆环的包容能力,验证了可使用数值模拟的方法进行圆环/轮盘包容能力校核和设计新型包容结构。基于圆环/轮盘包容性试验及其相应的数值模拟,分析影响圆环包容能力参数,以期找到结构优化的途径。计算结果表明,轮盘转速、圆环壁厚以及轮盘外缘与圆环内壁的间隙对此类包容问题有很大的影响。通过调整几个重要的参数,可以使圆环在最小的壁厚下获得较好的包容效果。本文采用的数值模拟方法适用于不同材料、不同结构的撞击问题及包容性问题。在试验费用高、研发周期长的条件下,数值模拟成为一种非常优越和有效的研究手段,对撞击问题和包容性问题的研究有一定的意义。