弹体侵彻过程仿真及影响因素分析

发布时间：2023-12-09 09:47

　　弹体的侵彻能力一直是军工领域研究的热门课题。为了研究不同影响因素对侵彻过程的影响,首先对基于有限元思想的侵彻理论和弹体冲击碰撞的受力进行了分析,然后针对建立的不同几何模型,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行仿真,分别考虑不同因素对不同模型的影响。通过对穿甲弹侵彻钢板进行仿真,分析了速度与转速对侵彻过程的影响,得出速度和转速不同使弹体在侵彻过程中的偏转程度、速度、加速度载荷、能量损失以及质量损失不同；并对SPH与FE耦合三种方法进行仿真分析,验证了FE与SPH耦合方法的优越性。通过对钻地弹侵彻不同的复合介质进行仿真,分析了入射角、转速和攻角对侵彻过程的影响,结果表明入射角不同导致弹体在侵彻过程中的偏转角度、侵彻时间及加速度载荷不同；转速对弹体的剩余速度具有一定的影响,而且会导致弹体发生翻转,当转速越大时,翻转位移越大,并且旋转方向不同,弹体的翻转方向也不同；攻角对弹体的受力具有一定的影响,并且攻角的正负会导致弹体的偏转方向不同。最后,通过对弹体侵彻水介质和炸药在水中爆炸进行仿真分析,说明通过仿真能够很好地描述弹体在水中运动的规律和爆炸冲击波的传播现象,并与经验公式计算的水中弹体...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 侵彻问题的研究方法
        1.2.2 穿甲弹的现状与发展趋势
        1.2.3 钻地弹的现状与发展趋势
    1.3 本文主要工作
2 弹体侵彻基于LS-DYNA的理论分析与数值计算方法
    2.1 仿真软件的介绍及其原理
        2.1.1 LS-DYNA显示算法的基本概念
        2.1.2 LS-DYNA的计算方法
    2.2 3-D实体单元特性
    2.3 弹体侵彻基本控制方程
    2.4 有限元离散后的运动微分方程
    2.5 求解过程
    2.6 弹体侵彻介质时的受力分析
        2.6.1 作用在弹体上的力和力矩
        2.6.2 弹体质心运动方程的建立
        2.6.3 弹体质心运动轨迹的确定
        2.6.4 弹体偏转力矩的计算
    2.7 本章小结
3 14.5 MM钨合金脱壳穿甲弹侵彻钢板的数值模拟
    3.1 弹靶模型及本构方程
        3.1.1 弹靶的几何模型
        3.1.2 弹靶的本构方程
        3.1.3 数值仿真与实验对比
    3.2 不同速度弹体侵彻仿真
    3.3 不同转速弹体侵彻仿真
    3.4 不同计算方法的仿真分析
        3.4.1 SPH方法
        3.4.2 有限单元法
        3.4.3 不同计算模型
    3.5 经验公式
        3.5.1 主要的穿甲计算公式
        3.5.2 经验公式计算与仿真结果比较
    3.6 本章小结
4 钻地弹侵彻复合介质影响因素的数值模拟
    4.1 钻地弹斜侵彻两层复合靶体的仿真分析
        4.1.1 弹靶模型及材料参数
        4.1.2 弹体入射角对侵彻过程的影响
        4.1.3 数值模拟结果与GRDPEN方法所得结果的比较
        4.1.4 弹体转速对侵彻过程的影响
    4.2 攻角对钻地弹侵彻三层复合靶体影响的数值仿真
        4.2.1 弹靶模型及材料参数
        4.2.2 攻角对侵彻过程中弹体受力的影响
        4.2.3 不同攻角对弹体侵彻影响的仿真
    4.3 本章小结
5 弹体侵入水介质的仿真分析
    5.1 弹体斜侵彻水介质过程的仿真分析
        5.1.1 弹靶模型及材料参数
        5.1.2 流体-结构耦合算法
        5.1.3 侵彻过程仿真分析
    5.2 炸药在水中爆炸的仿真分析
        5.2.1 弹靶模型及材料参数
        5.2.2 不同起爆方式下水中爆炸仿真分析
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3871324