椭圆横截面弹体斜贯穿双层间隔薄钢板失效模式

为探究椭圆横截面弹体斜撞击双层间隔薄钢板的贯穿机理与姿态偏转规律,开展圆横截面弹体(C型弹)、椭圆横截面弹体(E型弹)、椭圆变横截面弹体(TE型弹)30°倾角贯穿双层间隔945舰船用薄钢板实验,获得了薄钢板失效模式和弹体运动数据。基于实验结果对比分析了3种弹体贯穿薄钢板后靶板花瓣型破坏特征。使用有限元软件Abaqus对实验进行了数值模拟,并扩展研究了TE型弹不同初始速度与30°、45°、60°倾角姿态贯穿双层间隔靶板过程,分析了该弹斜贯穿质心运动、姿态偏转规律。结果表明:E型弹斜贯穿薄钢板会形成非对称的花瓣型破坏;TE型弹的弹道极限速度随着倾角的增大而增大;TE型弹以两种典型的姿态斜贯穿薄钢板呈现不同的运动规律。

在椭圆横截面弹体正侵彻下有限厚铝靶的破坏模式及响应特性

基于30 mm口径弹道炮平台,开展了3种不同椭圆横截面弹体在200~600 m/s撞击速度范围内正侵彻2A12铝靶的实验,获得了2A12铝靶的破坏形貌及弹体的剩余速度。在此基础上,建立了相应的数值模型,结合实验结果验证了所建模型的有效性,并系统分析了弹体横截面长短轴长度比对靶体的破坏情况及响应特性的影响。研究结果表明:弹体最大横截面面积是影响弹体剩余速度的主要因素,而弹体横截面长短轴长度比对弹体剩余速度的影响较弱;在圆形横截面弹体侵彻下靶体背部形成的花瓣大小和形状一致,空间分布均匀,而在椭圆横截面弹体侵彻下,随着弹体横截面长短轴长度比的增大,靶体背部形成的花瓣数量增加、尺寸变小,且在短轴方向的花瓣数量和靶体表面隆起高度均大于长轴方向的;靶体在圆形横截面弹体侵彻下的径向位移、径向应力和切向应力与其在椭圆横截面弹体侵彻下的显著不同,前者沿周向方向各点的变化规律基本一致,靶体处于简单的压缩状态,切向应力为零,而后者各点的应力状态与弹体横截面长短轴长度比和周向角密切相关,靶体受到压缩和剪切应力的耦合作用。