基于物质点法弹丸侵彻靶板的仿真与结构优化

为了避免有限元法模拟侵彻时因材料大变形导致的网格畸变及其他问题,基于物质点法建立了弹丸侵彻靶板的数学模型,利用FORTRAN编写程序对案例进行仿真,通过与已有文献中有限元法仿真结果进行了对比和分析,验证了物质点法模拟弹丸侵彻靶板的可行性。通过该方法对弹丸侵彻三层蜂窝夹芯靶板的过程进行了模拟仿真,结果表明同等质量的蜂窝结构三层夹芯靶板的抗侵彻能力显著提高。采用优化后的蜂窝夹芯靶板结构,对相同入射速度的弹丸侵彻不同蜂窝胞元壁厚、不同厚度蜂窝板的蜂窝夹芯靶板进行了模拟,分析蜂窝结构参数对靶板抗侵彻能力的影响规律,发现随着蜂窝胞元壁厚和蜂窝板厚度的增加,蜂窝夹芯靶板的抗侵彻能力先上升后趋于平缓。研究结果为弹丸侵彻蜂窝夹芯靶板的研究提供了新的研究方法,对装甲防护结构的选取和研究提供了一定思路,同时扩展了物质点法的应用范围。

聚脲喷涂铝蜂窝结构抗爆性能数值模拟

聚脲具有良好的力学性能,喷涂在结构上可提高结构的抗爆性能。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对四种复合靶板在20gTNT爆炸载荷作用下的动态响应过程进行数值模拟。针对常用的喷涂方式,研究了聚脲对蜂窝结构进行正面喷涂、背面喷涂、双面喷涂和蜂窝内腔填充聚脲四种靶板的抗爆性能。分析了不同喷涂类型靶板的变形特点,并对比分析了靶板中各个部分的吸能特性。结果表明,聚脲以不同的喷涂方式喷涂于靶板上,使得靶板的吸能能力、吸能方式有较大的差别。无论是变形还是吸能方面,蜂窝内腔填充聚脲类型靶板都优于其他三种类型,抗爆效果最佳。