爆炸反应装甲主动防长杆穿甲弹技术新探究

阐述了坦克在战场上发挥的作用,介绍了长杆穿甲弹的特点和毁伤。根据坦克爆炸反应装甲防护机理及主被动防护的成熟理论技术,提出了爆炸反应装甲主动防高速长杆穿甲弹理论模型。基于成型装药理论,利用大椎角楔形药型罩形成的高速弹板侧向打击长杆穿甲弹,改变其飞行稳定性甚至折断,降低侵彻能力,对装甲防护具有很高的理论和实际意义。

ERA对长杆穿甲弹减速作用的数值模拟

为了研究爆炸反应装甲(ERA)对长杆式钨钢穿甲弹的减速作用,以英国尾翼稳定脱壳穿甲弹L23A1为背景,利用LS-DYNA有限元软件设计了长杆穿甲弹模型,并建立长杆式穿甲弹以不同速度和攻角侵彻爆炸反应装甲的数值模型,对不同工况下侵彻全过程和穿甲弹弹体各部位速度进行了分析。结果表明:爆炸反应装甲对长杆型穿甲弹具有明显的减速作用,且与穿甲弹轴线和反应装甲法线所夹攻角有关,攻角越大,减速作用越好,爆炸反应装甲的防护性能越强;弹体在侵彻过程中所受减速作用具有滞后性,距离弹头越远减速开始的时间越滞后,并由此设计了一种具有两级弹头的新型对爆炸反应装甲穿甲弹,为反装甲武器系统设计者在弹体结构优化方面提供有益的借鉴与参考。

环形及线形聚能装药侵彻体对长杆式穿甲弹穿甲过程干扰的试验和数值模拟

为进一步提高聚能型爆炸反应装甲防护性能,增强坦克在战场上的生存能力,设计一种以环形聚能装药结构为基本结构的新型爆炸反应装甲,来拦截高速长杆式穿甲弹(简称长杆弹)。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对环形爆炸成型结构干扰钨合金长杆弹穿甲过程进行数值模拟,分析了环形爆炸成型侵彻体成型过程及干扰长杆弹穿甲过程机理。在相同条件下,与线形爆炸侵彻体干扰长杆弹穿甲过程进行了对比。结果表明:环形聚能装药结构爆炸成型侵彻体具备更高的防御性能,长杆弹有效侵彻深度与线形装药结构相比降低32.5%,弹坑长度增加10.4%,且在环形爆炸侵彻体干扰下长杆弹弹杆断裂、偏航;模拟结果与试验结果吻合良好。

长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹结构强度的有限元计算方法及计算分析

应用弹性力学有限元单法对不同计算模型的125毫米脱壳穿甲弹的发射强度进行了建模与分析计算。在应用SAP6程序计算中,选取了弹托与弹体的刚性联接模型、弹托与弹体局部联接模型、弹托与弹体联接的伪单元处理模型。在应用ASKA程序中、采取了弹托与弹体联接应用ASKA程序的子结构功能处理的模型。总结和比较了有关文献的计算方法,得出了用SAP6程序计算弹托与弹体联接的伪单元处理模型的计算结果与弹托与弹体联接用ASKA程序的子结构功能处理的模型的计算结果一致的结论。本文给出了各计算模型中弹托与弹体的变形图和等应力线的分布图,弹托与弹体联接齿及其弹体对称轴上的径向应力、轴向应力、切向应力、第四强度等效应力沿轴向方向分布图,给出了弹托与弹体之间相互作用力的实际分布图。用有限元计算的结果分析了长杆式脱壳穿甲弹在膛内断弹的可能性。

线性聚能装药干扰杆式穿甲弹的数值模拟研究

聚能型爆炸反应装甲是目前最先进且具有三防功能的新型爆炸反应装甲。其中,大锥角线性聚能装药结构是反应装甲结构设计中最重要的部分,主要用来拦截来袭高速杆式穿甲弹。运用ANASYS/LS-DYNA有限元数值模拟仿真方法,对线性自锻破片干扰杆式穿甲弹的过程进行了数值模拟研究。通过对线性自锻破片成型过程、线性自锻破片对长杆弹的干扰过程和长杆弹侵彻后效靶板过程进行深入分析,得出了长杆弹被线性自锻破片干扰后穿甲威力下降的两个主要原因。经实验验证,数值模拟与实验结果基本相符。

抗弹陶瓷材料抗弹性能的理论表征

通过对杆式弹侵彻过程的力学分析,运用Tate理论方程和空腔膨胀理论,将侵彻过程的运动参量表达为材料力学性能的显式函数,进而将陶瓷材料差分效益因子表达为材料力学性能的显式函数,从而在理论上用材料力学性能的显式函数对陶瓷材料抗弹性能的试验数值指标进行了表达,以明确的数学形式表示了陶瓷材料对抗弹效能具有关键作用的力学性能参量.初步计算表明,该理论方法可以对陶瓷复合装甲抵抗杆式穿甲弹的防护效益做出近似的估计.