超高速撞击薄板的球形弹丸临界破碎速度分析

超高速撞击薄板的球形弹丸的临界破碎速度目前主要通过实验和数值模拟确定。文章提出一种求解弹丸临界破碎速度的理论思路:根据临界破碎前/后弹丸尾部特征点速度不同的特性,分别建立描述弹丸尾部特征点在临界破碎前/后速度的理论模型;基于两速度模型相等的临界条件,理论求解不同弹靶厚径比下弹丸的临界破碎速度,并与Piekutowski实验及经验曲线相关数据进行比较;进一步用FE-SPH自适应耦合方法数值模拟铝球超高速撞击铝板过程,对弹丸临界破碎速度理论模型预测值两侧的工况进行数值模拟验证。分析结果表明:理论模型预测值与实验和数值模拟结果吻合良好。该理论研究成果还可推广至不同材质弹/靶的球形弹丸超高速撞击薄板情形,对指导Whipple防护结构的设计具有重要意义。