3-17 截卵弹丸的穿靶参数解析计算模型

卢永刚 杨世全

  针对目前穿甲计算公式中经验公式和解析公式的不足,以及数值模拟的局限性,基于穿甲动力学分析,将典型穿甲弹丸-截卵头型弹丸分解为平头、真锥、尖卵头型,结合已有的穿甲计算解析模型,以部分文献为参照,采用LS-DYNA3D数值模拟软件,通过分析大量数值模拟结果规律,建立具有与数值模拟结果可比精度的修正解析计算公式,为此类弹丸的穿甲计算分析和设计提供帮助。研究穿靶类型为薄靶侵彻。

  其中,对于平头弹丸穿靶过载的计算,按照冲击动力学模型,建立弹丸碰靶过载峰值计算模型,模型的计算结果与数值模拟结果符合较好,能很好地反映弹丸碰靶初速对过载的影响;对于直锥弹丸的穿靶过载,参照文献对弹丸穿靶的复合抗力分析,考虑直锥弹丸穿靶过程中受到的阻力:直锥弹头挤入扩孔时,靶板塑性变形产生的阻力;靶板对直锥弹头的摩擦阻力;靶板瓣裂惯性效应对弹头产生的阻力。建立直锥头部弹丸的穿甲过载变化规律计算模型。

  结合平头和直锥头部弹丸模型,建立基于解析方法的截卵头部弹丸的穿靶计算修正模型。对弹丸穿靶剩余速度计算,通过对已有计算模型在不同速度段的计算精度进行对比,选出了适用于本研究范围的计算模型。

  对于弹丸穿靶过载计算,建立解析修正模型,模型能够反映弹丸穿靶时的靶板强度、弹丸速度影响。图1和图2是修正模型对截卵弹丸穿靶过程中速度和过载变化计算与数值模拟结果对比,其中弹丸质量为38.5g,弹丸直径为f 12.8mm,靶板厚度为1.6mm,弹丸头部曲径为30mm,截头半径Dc=3mm,穿靶速度为600m/s。修正模型计算结果能反映截卵弹丸的截头效应。并提供穿靶参量的时间历程变化结果,具有计算精度较高,费时很少等优点。可以为穿甲类弹丸设计提供一个兼顾速度和精度的评估结果。

go-back.gif (221 bytes)