3-10 串联弹后级战斗部穿靶数值模拟

常敬臻 周 岩 卢永刚

　　串联弹由时间上先后起爆的前级和后级两级战斗部组成，前级战斗部起爆后在靶板上形成一定孔径的预制靶孔，后级战斗部将沿着前级战斗部爆炸形成的预制靶孔穿透靶板进入目标内部实施爆炸破坏。通过运用LS- DYNA对后级战斗部侵彻带不同预制孔径和不同厚度的钢靶进行了数值模拟，探索了前级战斗部穿孔作用对后级战斗部侵彻能力的影响，

　　计算中将前级的穿孔作用简化为带不同尺寸的预制靶孔靶板。靶板和战斗部壳体采用各向同性与运动硬化塑性材料进行建模，通过定义材料的失效应力和失效应变，控制单元的失效来模拟靶板、战斗部在撞击过程中的破坏情况，使其比较真实地反映结构在侵彻过程中的力学性能。图1为后级战斗部侵彻靶板图，弹体为f 155mm，图2为计算得到的后级战斗部靶后速度、最大过载曲线。

　　计算得到战斗部所承受的最大过载范围为8732.1~17797.2g。在相同靶厚条件下，随着预制靶孔孔径的增大，战斗部的靶后速度也随之增大。而靶板厚度对于战斗部的侵彻能力影响较大：靶厚35mm时，后级战斗部能够顺利地穿透不同孔径预制靶孔的靶板，并且具有较高的靶后速度；靶厚50mm时，后级战斗部只能穿透预制靶孔直径为f 0.7，f 0.9mm的钢靶，且靶后速度较低。对预制孔直径为f 0.1，f 0.3mm和f 0.5mm的钢靶，战斗部均不能顺利穿透靶板。

　　计算结果看出，预制孔径的大小对于后级战斗部的侵彻能力影响非常大，在串联弹的设计上，应该提高前级的破孔能力，这样有助于后级战斗部侵彻能力的提高。