钨合金破片侵彻2024铝靶的数值模拟研究

研究93W钨合金破片对铝合金靶板的弹道极限(V50)影响规律,对战斗部毁伤元威力设计具有重要意义。通过弹道冲击试验获取了钨合金立方体破片、球形破片在90°着角的情况下,对4 mm 2024铝靶的侵彻弹道极限(V50)。基于数值模拟与试验结果的一致性,分析了钨合金破片形状、质量对V50的影响规律。结果表明:两种形状破片的侵彻V50均随着破片质量的增加而减小;在90°着角时,立方体破片的侵彻V50较低于球形破片,且两者V50差值随着破片质量的增大而增大。其中,立方体破片由于着靶姿态的变化导致V50存在着波动区间,随着破片质量增加,V50的波动区间相对增加,且立方体破片侵彻V50小于球形破片V50的概率也随之增加。

钨柱破片对装甲钢的侵彻研究

研究典型柱型破片质量、着靶姿态对装甲钢的弹道极限速度(V_(50))的影响规律,可为战斗部毁伤元设计提供有效的参考数据。通过弹道冲击试验获取了长径比为1,质量5 g的钨柱在0°和90°着靶姿态下对10 mm装甲钢的V_(50)。试验得到钨柱破片纵向正侵彻10 mm装甲钢的V_(50)为745 m/s,横向正侵彻10 mm装甲钢的V_(50)为761 m/s,钨柱破片在侵彻过程中,破片被横向镦粗,破片头部受靶板挤压磨蚀,形成不规则蘑菇头状翻边。基于试验数据的单一性,通过数值模拟获取了不同着靶姿态下3种典型钨柱(3 g,5 g,8 g)对10 mm装甲钢板的V_(50),并探索了着靶姿态和破片质量对V_(50)变化的影响规律,对比试验与数值模拟结果,两者相对误差在10%左右。研究发现,不同着靶姿态下,钨柱破片侵彻装甲钢的V_(50)存在波动区间,破片纵向正着靶时V_(50)最小,破片以40°~60°着靶姿态角着靶时V_(50)最大,钨柱破片V_(50)与破片迎风面积大致呈正相关,对于3 g钨柱破片,最大V_(50)比最小V_(50)上升4.98%,5 g破片上升3.51%,8 g破片上升2.62%。随着破片质量的增加,钨柱破片穿透装甲钢的V_(50)对着靶姿态越不敏感,V_(50)波动区间越小。

钨球斜侵彻钛合金靶试验及数值模拟研究

研究钨合金破片对钛合金靶(TC4)的弹道极限(V_(50))影响规律,对战斗部毁伤元威力评估具有重要意义。通过弹道冲击试验研究了着靶角度对∅6 mm,∅8 mm93W钨球侵彻5 mm厚TC4钛合金的弹道极限(V_(50))的影响规律,基于试验结果与数值模拟结果的一致性,扩展分析了5种典型尺寸(∅5~∅9 mm)钨球在0°~75°着角时,侵彻钛合金靶板V_(50)的影响规律。结果发现,随着钨球尺寸的增加,V_(50)逐渐减小,且V_(50)对着靶角度越逐渐不敏感,即V_(50)波动区间逐渐变小;随着着靶角度的增大,钨球穿靶V_(50)在小着角下(0°~45°)增长平缓;大着角下(45°~75°)的极限穿透速度变化率近似指数增长,且增加速率随着钨球尺寸的减小更加明显;相同弹道极限下,破片正、斜侵彻TC4钛合金靶的极限穿透厚度变化趋势基本一致,但斜侵彻下破片对TC4靶板的等效极限穿透厚度明显大于相同V_(50)下正侵彻TC4靶板的极限穿透厚度。研究结论可为杀爆战斗部威力设计提供参考依据。

典型立方体破片侵彻装甲钢的数值模拟研究

研究典型立方体破片对装甲钢的弹道极限(V_(50))影响规律,对战斗部毁伤元威力评估具有重要意义。通过弹道冲击试验获取了质量为8 g的立方体破片在90°着角时,对10 mm厚616装甲钢的V_(50)。基于数值模拟与试验结果的一致性,研究了着靶姿态对3种典型质量(3 g、5 g、8 g)立方体破片,侵彻装甲钢V_(50)的影响规律。结果表明,立方体破片侵彻装甲钢的V_(50)存在波动区间,立方体破片着靶角度的变化,改变了破片着靶截面比动能,影响了穿靶V_(50)。着靶截面积越大,相应的穿靶V_(50)越大;随着破片质量的增加,V_(50)逐渐减小,且侵彻装甲钢V_(50)对着靶姿态越敏感,V_(50)波动区间变大。