攻角对卵形头弹撞击铝合金薄板影响的数值研究

基于Johnson-Cook材料本构和失效准则,利用ABAQUS有限元软件,建立了卵形头弹正撞击2mm厚的2A12铝合金薄板模型。在模型及参数验证的基础上,研究了弹体攻角对弹靶撞击过程、弹体动能变化和靶板变形的影响,其中攻角范围为0°~60°。结果表明:靶板的动能在撞击过程中只有微弱增加,靶板的塑性变形是主要的耗能方式;弹体攻角的增加导致靶板的损伤面积先增大后保持不变,弹孔形状从圆形过渡为"L"形;弹体的剩余动能随弹体攻角的增加而降低,并在攻角大于45°后保持不变;靶板弹道极限随攻角的增加先增加后略有下降,在45°时最大。

卵形头弹斜侵彻铝合金双层靶板的轨迹变化规律分析

为提高防护结构的抗撞击性能,利用Abaqus有限元软件,建立卵形头弹对双层间隙式铝合金靶板的正侵彻模型,并借鉴已有文献验证其有效性。为方便后续研究,建立不同间隙的双层靶板撞击模型,研究靶板间隙对弹体能量耗散的影响。基于此,得到不同弹体倾角和靶板安装角的斜侵彻模型,通过对弹体轨迹偏转和剩余速度分析,得到其与倾角和安装角的关系。结果表明:弹体在击穿靶板后都会往靶板法向偏转,但其偏转角度与弹体倾角、靶板安装角以及弹体速度有关;第二层靶板相对于第一层靶板的安装角与弹体初始倾角方向相同能更大程度地提高防护结构的整体性能。

刚性卵形头弹撞击角度对编织复合材料层合板侵彻特性的影响

利用一级气炮发射卵形头弹撞击2mm厚度的编织复合材料层合板,撞击角度分别为0°、30°和45°,通过高速相机记录弹靶撞击过程,并获得弹体速度数据。基于拟合公式处理试验数据,计算获取弹道极限,分析撞击角度对弹道极限、靶板能量吸收率及其失效模式的影响规律及机制。结果表明:弹体撞击角度为45°时,靶板弹道极限最高,其次为0°,撞击角度为30°时最小。随着冲击角度增加,层合板损伤形状从菱形逐渐转变为椭球形,损伤面积随冲击速度增加而增大,且45°冲击时层合板损伤面积最大,0°和30°冲击时损伤面积近似相等。弹体初始撞击角度对靶体失效模式存在影响,弹体撞击角度为0°时,纤维断口主要是剪切应力导致的横截面。撞击角度为30°时,纤维断口主要是剪切应力和拉伸应力导致的斜截面。45°斜撞击时,纤维断口主要是拉伸应力导致的横截面。