弹头形状对刚性动能弹丸垂直穿透钢板的影响

为了研究弹头形状对穿甲性能的影响,对直径20mm的刚性动能弹丸垂直穿透12mm厚度的Weldox 460E钢板进行了数值模拟。保持弹丸的质量和直径不变,锥头弹丸的锥角θ变化范围为10°~180°,卵头弹丸的曲径比ψ变化范围为0.5~4.0,考虑摩擦效应,研究了177~500m/s速度范围内弹头形状的变化对靶板弹道性能与破坏模式的影响。研究结果表明:锥头弹丸的锥角变化对靶板的弹道极限速度有明显影响,当锥角增加到大于临界锥角时,靶板的破坏模式从延性扩孔破坏转变为冲塞破坏;ψ≥3.0时,卵头弹丸的曲径比变化对靶板的弹道极限速度有明显影响,ψ≥1.0时,靶板的破坏模式均为延性扩孔破坏;弹头的尖锐程度越大,摩擦效应的影响越大。

正侵彻半无限靶的刚性弹体头部形状优化分析

针对弹体头部形状影响动能侵彻武器的侵彻能力问题,基于阻力函数的一般性假设,同时考虑侵彻速度一次项和平方项的影响,并结合侵彻摩擦效应,建立了具有较强适用性的侵彻阻力函数表达式,对刚性弹体正侵彻过程进行了深入的理论研究。为获得阻力最小的弹体头部轮廓曲线,基于变分原理,建立了阻力函数的欧拉拉格朗日方程,进而获得该方程的解析解;同时,推导出任意弹形的阻力函数和侵彻深度的一般表达式。最后,通过几种典型弹体头部的侵彻阻力参数的对比分析及验证,系统地研究了摩擦效应及弹体径长比对阻力函数的影响。研究结果表明,在考虑摩擦效应的正侵彻过程中,不会出现弹形“越尖越长”,侵彻阻力越小,深度越大的现象。

基于不同断裂准则的6061-T651铝合金板抗冲击性能数值仿真研究

利用ABAQUS/Explicit软件建立了弹体冲击靶板的有限元模型,并采用不同的断裂准则进行数值仿真计算。通过分析铝合金板冲击失效单元的应力状态,揭示不同头部形状弹体冲击下铝合金板的失效机理,以及断裂准则对数值仿真结果的影响规律。研究结果表明,相比MJC断裂准则,WMJC断裂准则由于考虑了Lode角的影响,预测的结果与试验更吻合。随着弹体头部曲率半径比的增大,靶板失效单元中拉伸断裂的占比逐渐增多,从而导致Lode角对数值仿真预测出的弹道极限的影响逐渐减小。此外,在不同头部形状的弹体冲击下,断裂准则对靶板失效模式的影响机制存在区别。

射弹冲击下带预裂槽金属靶的防护性能研究（英文）

采用弹道实验和数值模拟的方法研究了带环形预裂槽的金属靶在射弹冲击下的毁伤模式和防护性能,分析了弹头形状、预裂槽直径及深度等因素对靶板防护性能的影响。结果表明:对带有环形预裂槽的金属靶板,存在两种主要毁伤模式,即环形槽内部的侵彻和环形槽底的冲击断裂;临界毁伤速度与毁伤模式密切相关,随着环形槽深度的增大或半径的变小,临界毁伤速度变小;与尖头弹相比,平头弹的临界毁伤速度更小;微观分析表明,在射弹冲击作用下,环形槽底部产生绝热剪切带,更容易形成充塞剪切破坏。