钨球高速侵彻低碳钢板成坑直径的计算模型

为研究钨球对低碳钢板高速侵彻成坑直径的分析方法.采用12.7mm弹道枪和57.5mm/14.5mm二级轻气炮加载方式,进行了Φ6mm和Φ7mm钨球以600~2 400m/s撞击速度侵彻不同厚度Q235A钢板实验,根据实验现象分析了弹—靶作用过程,对不同侵彻速度下钢板上侵彻孔边缘进行了扫描电镜（SEM）观察.研究结果表明,撞击速度在1 000m/s时,靶体破坏以动态断裂为主,当撞击速度达到1 500m/s以上时靶体破坏以塑性流动为主;据此,同时考虑钨球塑性变形、靶体动态屈服和塑性流动,建立了钨球高速侵彻低碳钢板成坑直径的计算模型,模型计算结果与实验偏差在12%以内.

高超音速侵彻混凝土过程中侵彻弹体装药塑性安定性分析

尽管侵彻动力学研究有大量的研究报道,但是主要集中于弹体结构响应和侵彻能力研究,涉及侵彻体内部装药安定性的研究较少,而且没有形成系统的装药安定性理论分析方法。本文根据弹体内部装药的塑性应力-应变本构关系,首次提出了利用弹体结构与内部装药相对位移、摩擦功、热力学原理和热点理论推导的装药热安定性结构设计塑性理论分析方法。研究过程中从空穴膨胀理论出发确定侵彻弹体的响应函数,结合牛顿第二定律,采用有限差分技术获得弹体侵彻过程的轴向阻力和惯性过载。以弹体惯性过载作为装药安定性响应的输入,通过理论分析确定弹体壳体与内部装药界面热影响区内炸药温度上升情况,分析表明:内部装药过载系数、装药长度是影响装药安定性的重要因素,而且热影响区内炸药温度上升沿装药轴线呈现非线性变化。此外,如果装药直径给定,通过计算可以确定热影响区内炸药温度上升的最大值及其发生位置。理论分析结果给出了能够定量描述装药安定性结构设计的物理参数和几何参数,可以作为装药安定性结构设计的重要依据和参考。

基于弯管-流线模型的长杆弹侵彻头部材料流动过程分析

为了研究长杆弹侵彻过程中弹体材料的二维流动特性,基于长杆弹高速侵彻流体动力学模型,结合侵彻过程质量守恒以及弯管-流线模型,发展以撞击速度、参考点角度、参考点半径为控制变量的二维弯管-流线侵彻模型。利用该模型计算分析了钨合金侵彻钢靶过程中弹体头部材料的流动特性,并与试验结果进行了对比。结果表明:长杆弹侵彻过程中弹体头部材料的流动呈非均匀分布特性,外侧流速小于内侧流速,且弹体头部材料压力呈梯度分布。二维弯管-流线模型可用于描述侵彻过程中弹体头部材料的流动行为,解释了弹体在侵彻最终阶段弹体头部由流体主导向固体主导转变的作用过程,揭示了侵彻孔道形状变化与弹体侵彻状态之间的关联机制。

钨球正撞击下低碳钢板的极限贯穿厚度研究

研究低碳钢板在钨球正撞击下的极限贯穿厚度.采用6射弹弹道极限试验数据处理方法通过试验获得Φ6.0mm(93W)、Φ7.0mm(93W)、Φ6.0mm(95W)和Φ7.5mm(95W)共4种钨球对6种不同厚度Q235A钢板正撞击下的弹道极限速度和极限贯穿厚度范围.采用Autodyn软件进行了同试验条件下的数值仿真,仿真模型被验证后,通过仿真获得了极限贯穿厚度范围,同时分析了钨球正撞击侵彻过程中的能量转换规律.基于能量守恒,建立了钨球对低碳钢板正撞击下极限贯穿厚度的计算模型.采用所建立的计算模型计算得到:Φ6.0mm(93W)、Φ7.0mm(93W)、Φ6.0mm(95 W)和Φ7.5mm(95 W)4种钨球正撞击下Q235A钢板的极限贯穿厚度分别为16.95,19.17,17.30,21.50mm,计算结果与试验和数值仿真所获得范围误差不大于10%.研究结果为杀爆战斗部毁伤元的设计提供了基础数据以及方法支撑.