钨合金杆侵彻过程中的塑性流动及热软化行为

针对钨合金杆穿甲侵彻过程中的塑性变形流动及热软化机制,对高速侵彻嵌入装甲钢中的残余弹体进行微细观组织观测,利用LS-DYNA动力学软件对钨合金杆侵彻装甲钢过程中的温度分布特性进行了数值模拟,并基于MJC本构模型讨论了热软化参数对钨合金杆侵彻性能的影响。结果表明,侵彻过程中弹靶接触区域巨大的冲击压力造成钨晶粒被严重压扁,塑性变形功转化为热量使钨晶粒发生热软化并沿径向流动形成蘑菇头。绝热剪切主要沿蘑菇头飞檐处形成并演化为层片状失效脱落。钨合金弹芯材料的热软化行为对侵彻过程中的塑性流动及侵彻效率有重要影响,当热软化行为表现为低温敏感性时,弹芯蘑菇头塑性影响区厚度降低,弹尾存速增加,从而提高侵彻效率。

钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶的数值研究

使用LS-DYNA程序对钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶问题进行了数值模拟研究,参考文献中的实验数据,分别建立了在低着速与高着速情况下所适用的计算模型,标定了材料参数,计算了撞击速度从200 m/s到2500 m/s范围内的侵彻情况,计算结果与实验数据符合较好。同时研究了影响长杆侵彻效能的主要因素,结果表明,在高着速的情况下,杆的头部形状对侵彻深度的影响很小,以杆长无量纲化的侵彻深度(P/L0)随长径比(L0/d)的增大而降低。

钨合金杆材料属性与侵彻性能的关系

通过对钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶问题的数值模拟,研究了高速侵彻中动能杆材料属性与侵彻性能的影响关系。计算采用的弹塑性流体本构模型中,用来描述材料属性的主要参数有:失效应变、屈服强度、剪切模量等。数值结果表明,失效应变是影响侵深的主要参数,而屈服强度和剪切模量对侵深的影响很小。另外,在此基础上,对着速在785 m/s^1924 m/s范围内的动能杆侵彻问题进行了数值模拟,计算结果与试验数据符合较好。

钨合金杆在线型聚能射流作用下变形断裂的机制及其特性

为研究钨合金杆在线型聚能射流作用下变形断裂的机制及其特性,通过静态实验研究自由状态下钨合金杆在线型聚能射流作用下的变形断裂特征。在验证模型的基础上利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟线型聚能射流对静态钨合金杆和以不同角度对运动钨合金杆的作用过程,分析其断裂特征及断裂机理。结果表明:在线型聚能射流冲击下,静态和运动钨合金杆均断裂成几截,钨合金杆的断裂不是由于射流的侵彻作用,断裂的主要机制是钨合金杆在线型射流的冲击作用下变形引起的拉伸和剪切失效引起的断裂;断裂位置和断裂截数与线型聚能射流和运动钨合金杆之间的夹角有关。研究结果可为拦截长杆弹的新型反应装甲设计提供数据参考。

大长径比钨合金杆侵彻增量研究

从大长径比钨合金杆对靶板侵彻的计算出发，找出了影响侵彻增量的主要因素。不但杆体的长径比，而且其着靶速度、靶板倾角对侵彻增量都有直接影响。实验研究证明，在同样靶板倾角时，着靶速度增大则侵彻增量增大，在同样着靶速度时，靶板倾角增大则侵彻增量也增大。所获得的相对侵彻增量与靶板倾角、着靶速度的定量关系式，具有工程应用价值。