不同形状弹丸超高速碰撞靶板成坑特性研究

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1、第30卷第4期爆破Vo1．30No．42013年12月BLASTINGDec．2013doi：10．3963／j．issn．1001—487X．2013．04．008不同形状弹丸超高速碰撞靶板成坑特性研究木张东江，张庆明，巨圆圆(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081)摘要：采用数值模拟方法研究不同形状弹丸超高速撞击半无限厚靶的成坑特性。研究表明：长径比相等的柱形弹丸或者球形弹丸，在靶板中形成的弹坑趋于半球形，长径比较大的弹丸在靶板中形成坑径比较大的弹坑；相同质量情况下，柱形弹丸比

2、球形弹丸的侵彻能力强，长径比较大的柱形弹丸比长径比较小的柱形弹丸侵彻能力强；长径比较大的柱形弹丸侵彻过程中，弹丸中形成驻定波阵面，呈现出“分节”与靶板作用的现象，侵彻时间延长，侵彻深度增大。关键词：超高速碰撞；数值模拟；弹丸形状；成坑中图分类号：0383文献标识码：A文章编号：1001—487X(2013)04—0036—05NumericalSimulationofProjectileShapeEfectsonCratersbyHyperVel0cityImpactonThickTargetZHAN

3、GDong-jiang，ZHANGQing—ming。jUYuan—yuan(StateKeyLaboratoryofExplosionScienceandTechnology，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Thenumericalsimulationofprojectileshapeeffectsoncratersinhypervelocityimpactonthickalumi—Rumtargetwasinves

4、tigated．Theresearchshowsthatthecylindricalorsphericalprojectilewithsameratiooflengthtodiameterwasapttoformthehemisphericalcraterinthetargetboard．whiletheprojectilewithlargerratiooflengthtodiameterformedlargercrater；onthecaseofsamequantity，thepenetration

5、abilityofcylindricalprojectilewaslargerthanthesphericalprojectile，andthecylindricalprojectilewithlargerratiooflengthtodiameterheldlargerpenetra—tionabilitythantherelativelysmallratiooflengthtodiameter；duringthepenetrationprocessofcylindricalprojeetilewi

6、thlargerratiolengthtodiameter，theprojectileformedthestandingwavefront，andshowinga“section”phenome—non；thepenetrationdepthincreaseswithpenetrationtimeextension．Keywords：hypervelocityimpact；numericalsimul~ion；projectileshape；crater人类探索和利用外层空间的活动日益频繁，导撞击的毁

7、伤效应研究越来越得到国内外的高度重致产生的空间碎片数量迅猛增加，航天器运行的空视。通过超高速撞击实验及数值模拟进行了大量航间环境日趋恶化。微流星体和空间碎片的超高速撞天器防护结构防护性能的研究工作，发展了各种防击可能损伤航天器的电子通讯系统等，导致航天器护结构，并用于航天器微流星体及空间碎片的防发生失效，威胁航天器的安全运行⋯，因此，超高速护_2j，研究中弹丸形状大多采用球形，微流星体和空间碎片的形状是复杂多样的，确定弹丸形状对超收稿日期：2013—06—24高速撞击成坑过程的影响研究非常必要。相同碰

8、撞作者简介：张东江(1981一)，男，博士生，从事超高速碰撞产生等离子体方面的研究，(E—matt)zdjS10930@hit．edu．cn。条件下非球弹丸比相同质量的球形弹丸损伤性有很通讯作者：张庆明(1963一)，男，教授、博士生导师，从事材料冲击动大差异。数值模拟采用合理的材料模型和计算力学方面的研究，(E—mail)qmzhang@bit．edu．cn。项目基金：国家自然科学基金资助项目(11032003)方法可以得到与超高速碰撞实验相同的结果。