基于板厚补偿的921A钢与Q345钢靶板在截卵形弹体侵彻下的等效方法

对于弹体侵彻舰船靶标试验,由于船用特种钢材较为昂贵,试验成本过高,开展普通船用钢材替代船用特种钢材的等效性研究。为确定不同材料靶板之间的等效关系,基于剩余速度相等原则,采用量纲分析及补偿模型的方法,提出基于补偿模型的材料等效工程化设计公式。该公式中等效板厚与原型板厚之比和等效板屈服强度与原型板屈服强度之比要满足幂指数关系,而幂指数系数要通过实验或仿真方法确定。运用有限元分析软件LS-DYNA对截卵形弹体垂直侵彻921A钢和Q345钢均质靶板过程进行数值仿真,结果表明计算结果与实验结果吻合较好,验证了数值仿真方法的正确性。通过对数值仿真计算得到的等效板厚拟合,提出两种材料靶板等效板厚与动态屈服强度之间的经验公式,并验证了补偿模型公式的有效性。为舰船靶标侵彻实验的等效靶设计提供了理论依据和数据参考。

截卵形弹体侵彻加筋板架结构数值仿真

[目的]基于数值仿真,对弹速范围内加筋板架结构的抗侵彻性能、吸能模式及不同加筋类型对弹体飞行姿态的影响进行研究。[方法]应用有限元软件LS-DYNA对截卵形弹体侵彻加筋板架结构的过程进行数值仿真,并将数值仿真结果与实验结果进行对比,验证数值仿真方法的可靠性。改变弹体的初始速度,分别运用动量法、等效质量法对弹体剩余速度进行预报,比较不同方法在各速度段的适用性,提取加筋板架结构不同区域的变形能,从而分析弹体初速度对加筋板架结构吸能模式的影响。最后改变加强筋的结构,分析着弹点与筋相对位置关系对弹体侵彻姿态的影响。[结果]研究表明,当弹体初速度在300~900 m/s范围内时,对于弹体侵彻加筋板架结构的剩余速度预报,等效质量法相较于动量法准确性更高,加筋板架结构的变形能所占弹体损失能量的比例随弹体初速度的增加而减小,T形筋加筋板架结构对弹道的影响程度大于矩形筋加筋板架结构。[结论]相关计算方法及研究结果对加筋板架结构的抗侵彻研究及工程应用具有一定参考价值。

加筋板架和均质靶板抗截卵形动能弹穿甲数值模拟研究

舰舷结构在高速冲击载荷作用下的穿甲是非常复杂的高度非线性动态响应过程,介绍了穿甲过程中的基本理论和MSC/DYTRAN的数值解法,以舰舷结构为目标,对截卵形弹头贯穿均质靶板和加筋靶板的实验过程中的几个典型工况进行了数值模拟研究,研究结果表明,数值方法模拟穿甲过程是可行的。另外,还研究不同屈服应力和硬化模量的靶板材料、板厚和弹体初速度对弹体剩余速度和靶板能量吸收的影响。