钢板加筋结构对柱形弹超高速侵彻能力的影响

为在柱形弹体超高速撞击靶板问题基础上进一步研究加筋结构对弹体侵彻能力的影响,在数值模拟方面,结合GRAY物态方程固相-液相模型、Johnson Cook(JC)强度模型以及JC失效模型作为金属本构模型,利用光滑粒子流体动力学方法开展计算。在实验方面,分别开展圆柱形弹体超高速撞击单层加筋钢板和3层加筋钢板的实验研究。结合数值模拟及实验结果,分析弹体超高速撞击加筋结构的物理机制,研究弹体倾角、弹体攻角、加筋类型、弹体直径与筋厚比对圆柱形弹体侵彻能力的影响,分析圆柱形弹体超高速撞击单层加筋钢板和3层加筋钢板问题中弹道的横向偏移。研究结果表明:在对称撞击下,在单主筋基础上增加垂直方向的主筋或副筋对弹体侵蚀长度的影响较小,弹体侵蚀长度与筋宽比随弹体直径与筋厚比的增加呈指数衰减趋势;在非对称撞击下,弹体轴线与主筋中面夹角大是引起弹体姿态发生明显变化甚至发生断裂的主要原因,而剩余弹体横向运动速度相对入射方向的剩余速度为小量;在连续撞击3层加筋钢板情况下,当主筋边界(相对弹轴远侧)与弹体边界相对弹轴的比例关系在0.6以内时,弹体仍能保持较好的侵彻能力。即使弹体相对主筋存在初始横向偏移,侵彻弹道也不会发生较大的横向偏移。

柱形平头弹体墩粗变形的理论分析

为了研究弹体撞击靶板过程中的弹靶变形耦合效应 ,在考虑靶板变形的同时 ,对柱形平头弹体的墩粗变形进行了理论分析 .文中以Taylor模型为基础 ,建立了一个新的弹体撞击变形靶板的墩粗变形分析模型 .给出了数值解 ,得到了各个变量随时间的变化关系及撞击结束后弹体的整体形状尺寸 ,并进一步得到了各形状参数和变形延续时间与撞击速度和弹靶特性的关系 .结果表明 ,所建立的理论模型更加接近实验结果 ,分析结果更为合理 .

柱形93钨弹体超高速撞击薄钢板穿孔及破片群扩展特征

为进一步研究柱形弹体超高速撞击靶板的破片群扩展、弹体侵蚀等问题,开展柱形93钨弹体超高速撞击薄钢板实验研究。通过量纲分析方法给出柱形弹体穿靶的穿孔直径经验公式;利用高速摄像技术获得靶后破片群运动图像,分析破片群扩展规律以及弹体的侵蚀规律;基于微观组织分析,探索超高速撞击中弹靶材料的熔化问题。结果表明:通过对实验数据的拟合,认为在弹靶材料不变的情况下,靶板穿孔直径、靶后破片群轴向扩展最大速度、横向扩展最大速度近似和弹体直径、靶板厚度、撞击速度相关,而对于弹体侵蚀长度,除上述参数外还与弹体长径比相关;在柱形弹体超高速撞击靶板问题中,靶板背表面产生层裂并在破片群前部形成速度大于剩余弹体速度的“尖端”,可近似由靶板厚度小于弹体直径的0.72倍来确定;当柱形93钨弹体以2~3 km/s速度撞击靶板时,靶后破片群尚未发生大范围熔化,但当破片群、剩余弹体撞击第2层靶板时,受到二次加载作用,撞击区附近将发生大范围的材料熔化。

亚音速平头弹体侵彻船用钢板结构相似律研究

文中采用量纲分析方法,建立了亚音速平头柱形弹体侵彻钢板结构相似律的一般形式.通过缩比模型试验,对亚音速平头弹体侵彻钢板结构数值计算方法进行了验证.计算4种不同缩尺比工况,获得了平头弹体侵彻钢板后的弹体剩余速度、钢板变形形貌及最大塑性变形量.结果表明:在亚音速侵彻工况下,应变率效应影响不明显,如果忽略不同缩尺比对弹体材料性能的影响,亚音速平头弹体侵彻船用钢板结构大致满足几何相似律.