弹体高速侵彻混凝土靶质量损失和头形钝化的数值模拟研究

弹体高速侵彻混凝土靶体时,弹靶间相互作用引起的弹体质量损失和头形钝化效应能够导致弹体结构和弹道严重失稳,从而降低弹体侵彻效能.假设侵彻过程中靶体对弹体的摩擦功全部转化为引起弹体表面材料熔融和剥离的热能,弹靶间摩擦为一般形式的摩尔库伦摩擦,论文建立了考虑质量损失和头形钝化的半刚性弹二维弹道的计算方法并编制了相关程序,该程序避免了采用速度相关摩擦系数得到摩擦功解析解的困难,并可计算侵彻过程中所有参数(侵彻深度、质量损失、速度、加速度等),且可直接推广应用于斜侵彻问题.在此基础上,讨论了指数衰减和零滑动摩擦系数形式,通过对比弹体质量损失和侵彻后头形钝化计算结果与实验数据,验证了论文方法从适用范围、物理意义和理论基础方面的适用性和优越性.数值计算结果表明,将滑动摩擦系数取为零忽略了弹靶间摩擦力与侵彻瞬时速度的关系,故其进一步推广应用有待商榷.

高速深侵彻概念弹质量损失及头形钝化的表征模型

基于课题组前期开展的高速深侵彻概念弹试验,发现弹体的总质量损失、壳体和头部的质量损失均与初始动能成正比,比例系数由试验结果拟合得到;而侵彻后弹头形状仍可近似为尖卵形,仅弹头轮廓母线的曲率半径和弹径之比(即CRH值)减小。基于以上结论,建立了高速深侵彻概念弹质量损失和头形钝化的表征模型,模型预测结果与试验结果吻合良好。