刚性弹侵彻/贯穿混凝土靶体的工程实用化计算模型

准确计算钻地弹对混凝土材料的侵彻深度和临界贯穿厚度是防护工程领域重点关注的问题。现有侵彻深度计算公式对于大口径钻地弹的预测精度较差,且临界贯穿厚度的计算方法缺乏理论依据。针对上述问题,基于145组刚性卵弹侵彻混凝土试验数据和32组贯穿混凝土试验数据,对刚性卵弹侵彻和贯穿混凝土靶体的实用化计算模型进行了研究。首先基于对刚性弹侵彻混凝土靶体的阻力分析,提出线性上升-恒定的两阶段阻力模型,建立了考虑尺寸效应影响的侵彻深度实用化计算模型,通过与15组大口径、大长径比的侵彻试验数据及ACE和NDRC公式的对比分析,验证了提出公式的可靠性和优越性;然后基于后坑由拉伸破坏引起的基本假定,给出了临界贯穿厚度、弹道极限和残余速度的计算模型;最后通过与现有的贯穿试验数据对比分析,验证了计算模型的正确性。

遮弹层厚度对砂土中地冲击荷载的影响

土中自由场地冲击荷载是地下防护结构设计的基础。分别建立炸药在砂土和遮弹层中爆炸的精细化数值模型,对比分析所得地冲击荷载的计算结果与相关试验数据。在遮弹层爆炸模型中,改变遮弹层厚度,研究遮弹层比例厚度对地冲击荷载衰减及分布规律的影响。结果表明,两个模型的数值计算与试验数值吻合较好,验证了数值计算方法的可靠性。遮弹层比例厚度不改变爆心正下方地冲击应力峰值衰减系数,但对应力峰值大小有影响;遮弹层比例厚度越大,爆心正下方土中相同比例深度处的应力峰值越大。地冲击荷载水平分布也受遮弹层的影响,遮弹层比例厚度越大,距遮弹层底面比例距离大于0.15 m/kg^(1/3)的平面上归一化竖向应力水平分布曲线越陡,进而得出考虑遮弹层厚度影响的地冲击荷载计算公式。

装药形状对地冲击荷载影响的数值模拟研究

随着新型钻地武器的发展,研究大长径比柱形装药爆炸产生的土中地冲击荷载对地下防护结构设计具有重要意义。首先建立球形装药在砂土中完全封闭爆炸的数值模型,通过与TM5-855-1手册中的公式进行对比,验证了数值计算方法的可靠性。随后建立6种不同长径比的柱形装药在砂土中封闭爆炸的数值模型,数值计算结果表明,装药形状对爆炸近区地冲击荷载影响较大,但一定比例爆距之外可忽略其影响。在球形装药爆炸产生的地冲击荷载基础上,引入装药形状系数,通过对数值模拟结果的拟合,得到了装药轴向和径向地冲击荷载的装药形状系数计算公式。