不同结构穿甲弹弹头侵彻金属靶板性能分析

《不同结构穿甲弹弹头侵彻金属靶板性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年1月机械设计与制造工程Jan．2014第43卷第1期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．01．008不同结构穿甲弹弹头侵彻金属靶板性能分析吴凯，王涛，沈杰(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：为了研究头部形状对穿甲弹侵彻性能的影响，首先建立了4种头部形状穿甲弹的有限元模型，然后应用LS—DYNA软件对模型进行了数值仿真和分析，获得了它们的速度衰减曲线及其变化规律。结果表明，4种头部形状的弹

2、芯在斜侵彻时的侵彻性能差异明显，结构方案一的弹芯在斜侵彻时的极限速度最小，其最大速度方向改变角也最小，综合侵彻性能最好。关键词：穿甲弹；垂直侵彻；斜侵彻；数值仿真中图分类号：TJ413．2文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)Ol一0031—04在现代战场上，穿甲弹对付的目标主要为坦板之后的剩余速度逐渐增加，但增加幅度越来越克、自行火炮、装甲车辆、飞机、军舰以及混凝土工小，当长径比大于5时，弹丸剩余速度的增量已很程等，其中以坦克为主。在各国不断研究穿甲弹威小。弹芯的头部形状对侵彻性能有很大的影响，特力的同时，各种防御工事的防护能力

3、也在不断提别是在对靶板开坑阶段的时候。用枪弹打击目标高llJ。对于穿甲侵彻问题的研究，从进攻方面考时，不同距离处的目标弹丸着靶速度也不同。对某虑，主要研究弹丸如何能够有效地击穿靶板，使靶种特定头部形状的弹芯，弹芯的着靶速度、着靶角板发生严重的破坏而失去防护能力；从防御方面考也会影响侵彻性能，而且它们之间又会相互影响。虑，主要研究新型的装甲防护，使弹丸快速消耗能因此，研究不同头部形状的弹芯在不同的侵彻条件量，例如采用多层间隔装甲或复合装甲。将坦克的下对靶板的侵彻效应具有重要的意义。本文主要前装甲与水平面设置一个倾角，使穿甲弹在撞击金分析弹芯头部形状

4、对侵彻性能的影响。属靶板时存在一个着靶角，不但使弹头侵彻装甲时的有效厚度增加，还能使弹头速度方向发生偏转，1数值仿真分析法通过改变弹头的运动轨迹来减小弹丸对靶后目标数值仿真分析法中的有限元法是研究侵彻问题的毁伤。弹丸的穿甲作用主要与下列因素有时使用较多的方法。该方法将连续介质用有限个单关_2J：(1)弹丸的质量与速度；(2)弹丸的着靶元进行离散化，把连续的微分方程组简化成离散方角度；(3)弹丸的结构，主要包括弹丸头部形状、弹程组，通过数值计算方法求得问题的近似解。丸直径、弹丸长度；(4)弹丸的材料性能，主要包括在分析侵彻问题时，常用Lagrang

5、e算法、Euler算法弹丸的硬度、强度等；(5)弹丸的着靶姿态，主要是和ALE算法。Lagrange算法是将网格依附在材料攻角的影响；(6)目标靶板的性能，主要包括靶板上，单元网格随着材料的流动而发生变形，物体形状的机械性能、相对厚度等。的变化与网格的变化相一致，但是在处理大变形问穿甲弹主要的穿甲部件为弹丸内部的穿甲弹题时，Lagrange算法可能会由于网格的畸变而使计芯，弹芯的结构对侵彻性能有很大的影响。对于用算困难，甚至无法求解，而在Euler算法中，材料在固大口径机枪发射的旋转稳定型穿甲子弹，由于受到定不动的网格中流动，适用于处理流体问题和

6、大变飞行稳定性的影响，弹丸长径比不能大于5．5。万形问题。但对于分析固体物质的变形，常需要非常文乾、龙源等研究了在相同初始条件下，长径比分精细的网格，大大增加了计算量。ALE算法则是别为1．5，2．5，4．0，5．0的弹体对钢筋混凝土靶板将Lagrange算法与Euler算法结合起来，在流体一的侵彻一，发现随着长径比的增加，弹体穿过靶固体耦合计算方面应用广泛。收稿日期：2013—10—31作者简介：吴凯(1986一)，男，湖南益阳人，南京理工大学硕士研究生，主要研究方向为特种机械结构设计与动力学仿真。·31·2014年第1期吴凯：不同结构穿甲弹弹

7、头侵彻金属靶板性能分析一．眦J、魍熏30。着靶角的情况下，4种弹芯以500m／s的着靶速度侵彻金属靶板，均不能有效的穿过靶板，由拟合的剩余速度来看，此时4种弹芯的极限速度均大于_，／500m／s。而在45。着靶角的情况下，4种弹芯要击穿靶板，必须使着靶速度大于640m／s。．表1不同着靶角下剩余速度m／s‘，／．●●——结构一⋯结构二‘-⋯-．-结构四．着靶速度／(m·s)图5垂直侵彻下着靶速度与剩余速度关系曲线图属靶板时，由于存在着着靶角，会使弹芯侵彻路径发生改变，导致穿甲现象与垂直侵彻时不同。图6是该弹芯速度方向改变角随时间的变化曲线图。25

8、l、20在小着靶角l5。的情况下，4种弹芯的侵彻性—

9、{能与垂直侵彻时相一致，4种弹芯的剩余速度一着15靶速度曲线相差不明显，4种弹芯的