残余应力对装甲钢板抗弹性能影响的有限元模拟

建立了普通钢芯子弹射击4.6 mm厚装甲钢靶板有限元模型,将试验测得的沿板厚方向分布的残余应力赋值于有限元模型,研究了靶板初始残余应力对其抗弹性能的影响,并用试验结果对模拟结果进行了验证。结果表明:有初始残余应力靶板背凸高度和弹坑深度的模拟结果与试验结果相符,相对误差分别仅为2.0%和4.8%,证明模型准确;与无初始残余应力靶板相比,施加初始残余压应力后靶板的背凸高度和弹坑深度均减小,说明其抗弹性能提高;随着施加残余压应力的增大,靶板抗弹性能呈现出略微提升的趋势,但提升幅度很小。

薄基体装甲钢弹击侵彻行为与极限抗弹性研究

采用计算机仿真分析研究4.6 mm厚薄基体装甲钢在53式7.62 mm普通钢芯弹不同弹速下的侵彻行为,利用最小二乘法对不同弹速下靶板抗弹性参数(背凸高度与弹坑深度)进行回归分析,以构建抗弹性参数与弹速间的数学模型,进而结合靶板击穿时的背凸高度与弹坑深度,对该靶材极限抗弹弹速进行预测。仿真分析过程中靶板材料参数设置选用忽略温度影响的简化Johnson-Cook本构模型,相应模型参数由准静态与动态压缩应力-应变曲线计算所得。为确保预测模型准确,对靶板进行不同射距下的打靶测试,而后利用打靶实测结果对预测模型进行修正。研究结果表明:仿真计算结果与打靶实测结果吻合度较高,弹坑深度与背凸高度的仿真计算精度分别达86.5%与88.2%;该薄基体装甲钢抗弹性优良,其弹击失效的极限弹速预计为1000 m/s左右;在所考察弹速范围内,靶板背凸高度(H)和弹坑深度(D)与弹速(v)和弹速平方(v^(2))均近似成线性正比关系,修正后分别满足关系式H=-9.575+0.01644v,H=-3.213+1.05988×10^(-5) v^(2),D=-13.425+0.02372v与D=-4.247+1.52939×10^(-5) v^(2),且经修正后的数学模型预测精度均达92%以上。