弹靶尺寸对陶瓷/金属复合装甲防护性能的影响

利用Autodyn软件开展数值模拟工作,对陶瓷/金属复合装甲的防护性能与弹靶尺寸的关系进行研究。首先,建立二维轴对称SPH-Lagrange模型,并利用实验数据验证模型有效性;在此基础上对不同几何参数的弹靶撞击进行数值模拟,分析靶板厚度、靶板平面尺寸、子弹长度等对氧化铝陶瓷/铝合金复合装甲弹道极限速度的影响规律。然后,通过量纲分析,提出装甲弹道极限速度与弹靶几何参数的量纲一关系式,并在数值模拟结果的基础上建立一个装甲弹道极限速度的经验公式。

基于Lagrange及SPH算法的花岗岩侵彻数值模拟

为研究不同算法对弹体侵彻花岗岩模拟的影响,基于仿真分析软件LS-DYNA中的Lagrange算法及SPH(Smooth particle hydrodynamics)算法,采用Lagrange、SPH-Lagrange耦合及SPH算法分别对弹体侵彻、贯穿花岗岩靶体进行数值模拟,并从计算效率、侵彻深度、速度衰减、靶体损伤、Mises应力分布多方面对比模拟结果,分析3种算法用于研究岩石侵彻问题的优势和不足。研究表明:Lagrange算法的计算效率最高,计算精度高,但存在单元畸变、无撞击溅射、无后坑区等问题;SPH算法的计算效率最低,但模拟效果良好;SPH-Lagrange耦合算法兼具二者优势,但会导致应力滞后和应力波不稳定衰减。在大型模拟中应优先选用Lagrange算法和SPH-Lagrange耦合算法。

卵形弹丸对混凝土侵彻动力响应数值研究

为了研究混凝土侵彻中卵形弹丸的形状效应,文章基于AUTODYNA非线性有限元软件,采用混凝土Riedel-Hiermaier-Thoma(RHT)本构模型,运用SPH-Lagrange耦合方法对混凝土侵彻试验进行模拟;在卵形弹丸形状系数分别取值为3、4、5下对混凝土非贯穿、贯穿过程进行计算分析,揭示混凝土动力响应及穿靶后子弹剩余速度变化规律;以子弹剩余速度为参考标准,使用正交实验法对混凝土RHT本构模型参数的敏感性进行探究。研究结果表明:RHT本构模型及SPH-Lagrange耦合方法能较好地模拟混凝土在压剪、拉伸应力下的破坏行为;随着卵形弹丸形状系数增加,混凝土非贯穿试验中侵彻深度和损伤范围增加;贯穿试验中子弹剩余速度与弹丸形状系数成正相关,而子弹的弹丸形状系数与引起的混凝土动力响应成负相关;混凝土RHT本构模型中敏感性较高的参数为f_(c)、f_(s)/f_(c)、B、M和ε_(fmin)。研究结果对混凝土侵彻动力响应分析具有一定参考价值。