半穿甲弹侵彻爆炸综合毁伤纯钢靶的数值仿真研究

发布时间：2022-01-01 01:13

　　为了研究半穿甲弹在极限穿深下对钢靶的爆炸毁伤效应,采用ANSYS/LS-DYNA动力学软件对半穿甲弹侵彻钢靶过程进行仿真分析。通过二次建模还原钢靶穿孔形态,进一步采用流固耦合算法对不同侵彻速度下的半穿甲弹爆炸毁伤过程进行数值模拟分析。结果表明,在半穿甲弹的侵爆综合毁伤作用下,半穿甲弹侵爆综合毁伤能力随侵彻速度的增加而增大;同时,获取了靶板后方20 cm处的冲击波压力大小,为防护设备损伤情况提供了重要判据。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

美军AN-M43半穿甲弹示意图

半穿甲弹侵彻钢靶防护结构有限元模型见图2，侵彻过程仿真模型由半穿甲弹壳体、炸药、靶板组成，均采用拉格朗日网格。半穿甲弹弹长1.48 m，弹径0.273 m，弹重500 lb，装药量60 kg;靶板防护结构厚1 m，半径1.5 m。为节省运行时间，可将模型简化为1/2对称模型，并在对称面施加对称约束，靶板的周向设置为全约束，半穿甲弹与靶板之间的接触定义为侵蚀接触，炸药和壳体之间接触定义为自动面-面接触。仿真模型由弹体、炸药、空气、钢靶组成。根据在大应变及高应变率下的动力学研究对比得出，半穿甲弹弹体材料选用4340钢较为合理[9]，靶板材料选用603装甲钢，均使用Johnson-Cook模型进行描述，靶板材料的失效由最大失效塑性应变来决定是否删除失效单元。4340钢和603装甲钢的材料参数如表1。其中A为屈服应力常数，B为应变硬化常数，n为应变硬化指数，c为应变率相关系数，m为温度相关指数。

选取着靶速度800 m/s情况给出爆炸过程中的压力云图如图5。由压力云图可以看到半穿甲弹由底部起爆，爆轰波开始向弹头方向传递，在159μs炸药完全被起爆，在213μs爆炸产生的爆轰波传递到靶板的底部，可以明显的观察到爆炸所产生的爆轰波传递过程。不同着靶速度下的爆炸过程完成后得到爆炸对钢靶的毁伤结果以及靶板后方20 cm处冲击波压力时间曲线分别如图6所示。图4 爆炸过程有限元模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]小型舰艇复合防护结构加筋板抗侵彻能力分析[J]. 苗润,王伟力,吴世永,刘宏杰.  兵器装备工程学报. 2018(10)
[2]基于CDEM的钻地弹侵彻爆炸全过程数值模拟研究[J]. 冯春,李世海,郝卫红,葛伟.  振动与冲击. 2017(13)
[3]着靶姿态对半穿甲战斗部穿甲过程的影响[J]. 侯旷怡,李可达,张新伟.  兵器装备工程学报. 2017(04)
[4]不同头部结构的半穿甲战斗部侵彻效能分析[J]. 齐文龙,杜忠华.  机械制造与自动化. 2016(05)
[5]多层靶板结构对穿甲影响的模拟仿真研究[J]. 宋万成.  装备制造技术. 2016(04)
[6]弹体头部形状对穿甲爆破弹穿甲性能影响的仿真[J]. 陈勇军,王雨时,闻泉.  计算机辅助工程. 2013(05)
[7]反舰导弹战斗部的侵彻爆炸毁伤效应研究[J]. 朱建方,王伟力,曾亮.  兵工学报. 2010(S1)



本文编号：3561360