高速侵彻中靶板强度对侵彻效果的影响

大量实验表明,在高速碰撞中靶板强度对侵彻效果是有一定影响的,但其影响程度的大小受到许多因素的制约,因此从理论上确定其影响程度的大小具有一定的难度。文中在对文献6中 Orphal 和 Franzen 等人所做的实验数据进行分析研究的基础上,较为详细地讨论了高速碰撞中靶板强度对弹体侵彻过程的影响程度。

靶板强度对射孔弹穿深影响的有限元仿真

随着石油工程技术的进步,完钻井深不断增加,储层岩石压实度和强度也不断增加,需采用大装药量射孔弹才能射穿污染带,高强弹-超强靶组合将增加侵彻分析的难度。应用LS-DYNA软件,结合ALE算法,以某油田井下射孔为例,建立HS35-5型射弹—枪—液—套管—混凝土靶三维模型,对射孔弹起爆过程进行数值模拟。通过优化不同接触面间的网格协调,减少数值畸变,提高分析精度;通过建立1/4射孔弹模型,调整关键部位网格密度,减少网格数量,降低机时。研究表明,70 MPa混凝土靶射孔弹侵彻深度为670 mm;90 MPa混凝土靶射孔弹侵彻深度为640 mm;110 MPa混凝土靶射孔弹侵彻深度为603 mm。随着靶板强度的增加,射孔弹侵彻深度逐渐降低。该研究可为井下射孔弹侵彻超强靶的仿真分析提供参考。

聚能射流穿甲后超高强度钢靶板的损伤特征及其机理

超高强度钢靶板在聚能射流穿甲后损伤特征的研究表明,在穿甲过程中,弹孔周围白层的温度超过了相变点,形成了晶粒尺度在20nm左右的马氏体+残余奥氏体混合组织.绝热剪切带（ASB）中的剪切仅发生在相当窄的层面上,其宽度约为2μm,平均切应变量为110,应变速率≥2.24×106s-1;光学显微镜下显示的剪切带宽度是集中剪切变形区（LSDZ）及其热影响区（HAZ）的总宽度.聚能射流穿甲过程中,靶板材料破坏包含了如下几个相互重叠的过程:与射流接触的靶板周围局部区域材料沿射流方向上的整体协调变形;射流与靶板之间的剪切断裂和弹孔表面部分靶材的熔化;集中在极薄层面卜高度局域化的剪切变形;应力波在靶表面反射造成的正向开裂.

反应装甲设计原理

提出了反应装甲设计原理：快速运动的上飞板，不断地把射流切割成段；每一段射流都被上下飞板两次消耗部分长度；射流对主装甲的侵彻深度，就是出下飞板后各段残余射流侵彻深度总和。计算关系式中，包含了连续变化的射流速度和直径，飞板速度和厚度，主装甲钢的强度等主要弹靶因素。这是一种能确定“三明治”式反应装甲盒高度、长度和厚度的工程计算方法。计算结果与试验基本相符。

准定常侵彻理论在破甲弹验收中的应用

为了合理解决破甲弹静破甲验收试验中存在的破甲威力不足的问题,本文以准定常侵彻理论为指导,通过试验方法的改进,消除了影响产品性能的不利因素。试验结果表明,用长度为L的无缝隙装甲钢进行破甲弹的静破甲威力试验是可行的,既能真实反映产品的静破甲威力水平,又可以达到产品能够正常交验的目的。