靶板厚度对12.7 mm穿燃弹剩余速度和断裂特性的影响

为了获得12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi钢板的剩余速度和断裂特性,开展了12.7 mm穿燃弹侵彻不同厚度30CrMnSi靶板的试验研究,分别利用激光测速和测速靶测量了弹心穿靶前后的速度,通过改变靶厚获得了12.7mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的极限穿深。然后使用LS-DYNA动力学软件,利用FEM网格与SPH粒子相结合的数值模拟方法对12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi靶板的过程进行了仿真计算。最后利用穿甲力学理论对穿燃弹的侵彻深度、剩余速度和不同厚度靶板的弹道极限进行了理论计算。结果表明：弹心剩余长度随着靶板厚度的增加而增加,弹心的侵蚀区域由弹身部位逐渐向弹尾移动,弹性区域逐渐扩大,并且随着靶板厚度的增加,靶板的弹道极限也随之增加,弹心侵彻靶板后的剩余速度逐渐降低,根据理论计算,12.7 mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的理论侵彻深度约为27.7 mm,与试验结果相符。     

加筋板架结构与均质靶板等效关系的数值分析

为使用廉价均质钢等效替代加筋板架结构进行弹丸威力考核试验,运用LS-DYNA软件对板架结构和均质靶板的弹体穿甲过程进行数值模拟,分析了均质靶板的厚度和加筋板架结构不同弹着点对弹头穿靶能力的影响,并基于剩余速度理论,运用数值模拟和统计概率分析相结合的方法,建立了加筋板架结构与均质靶板之间的等效关系。结果表明：在工程应用上使用37 mm厚的均质靶板可替代给定加筋板架结构进行战斗部穿靶能力的考核。     

钨球及六棱钨柱破片侵彻Q235叠层靶特性研究

为研究破片形状及质量对其侵彻性能的影响和靶板分层方式对其抗侵彻性能的影响,采用12.7 mm标准弹道枪发射质量为8.05 g、直径为9.4 mm的钨球以及质量为12 g、尺寸为内切圆Φ 9 mm×9.5 mm的六棱钨柱,分别撞击材料为Q235的3种不同结构靶板。通过试验和R-I公式得出了钨球及六棱钨柱破片侵彻3种不同结构Q235靶的弹道极限。在此基础上,验证了选用模型及参数的有效性;并采用数值模拟方法研究了相同质量下两种不同形状破片侵彻Q235靶性能的差异性。研究结果表明,破片侵彻靶板的性能不仅与破片形状、靶板分层结构有关,还与破片侵彻靶板的速度以及破片质量有关。六棱钨柱侵彻靶板性能与其着靶姿态以及靶板结构有关。在质量相同以及一定侵彻速度的条件下,球形破片侵彻靶板的能力高于六棱柱破片,叠层靶比相同厚度单层靶能够提供更好的抗六棱柱破片侵彻的能力。     

穿甲模拟弹侵彻不同厚度钛合金靶板的数值分析

运用AUTODYN非线性显式动力学程序对不同厚度钛合金靶板受105 mm钨合金穿甲模拟弹的侵彻过程进行数值模拟计算,给出钛合金靶板的厚度效应规律:钛合金靶板抗105 mm穿甲模拟弹的相对防护系数N与靶板厚度b间的关系曲线近似躺倒的"S"形状,随靶板厚度b的增加,相对防护系数值N先降低后增大又降低;钛合金靶板厚度b≤50 mm时,随厚度b的增大,靶板对105 mm钨合金穿甲模拟弹的动能消耗线性单调增大。     

芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的一种工程分析方法

为研究芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的性能,进行了4.5 g破片模拟弹丸侵彻15 mm厚芳纶靶板的穿甲实验。实验结果表明破片初速与穿透剩余速度呈线性关系,靶板的面密度吸收能可能存在极大值。进而提出一种破片模拟弹丸侵彻芳纶靶板的工程分析方法,给出了破片侵彻芳纶靶板的弹道极限速度与穿透剩余速度的预测公式,预测结果与实验结果有较好的一致性。并提出了面密度吸收能存在极大值,最后讨论了芳纶抗破片侵彻性能的表征方法。     

柱形破片对有限厚铝靶垂直侵彻过程研究

建立了柱形破片垂直侵彻有限厚铝靶极限穿靶速度和穿靶后剩余速度的计算模型,描述了穿靶后剩余速度与靶板厚度、破片直径等之间的关系,并进行了数值计算和试验验证,经比较,模型计算、数值计算结果与试验有较好的一致性,所建立的模型能够较好描述柱型破片垂直侵彻有限厚铝靶的物理过程.     

厚均质靶板在抗穿甲过程中的倾角效应研究

文中针对厚均质靶板在抗穿甲过程中的倾角效应展开研究,选择29.6°/400 mm的均质靶板进行了实弹射击试验,并建立仿真模型。利用ANSYS/LS-DYNA有限元对不同倾角条件下的均质靶板抗穿甲过程进行了数值模拟,得出垂直穿深相同条件下,均质靶板的倾角效应在抗穿甲过程中的影响。这些结论对指导今后武器装备试验具有实际意义。     

大长径比钨合金杆对有限厚靶侵彻规律的实验研究

介绍了用不同长径比的钨合金杆侵彻不同厚度、不同倾角有了厚板的模拟实验。模拟模拟实验结果，获得了大长径比钨合金杆贯穿透速度的定量关系。这些关系式具有工程应用价值。同时，强调了长杆体对有限厚靶贯穿有限厚靶时，其贯穿厚度与靶板倾角，极限穿能力的评价方法。     

钨合金长杆体高速撞击薄钢板的跳飞研究

为研究钨合金长杆体在侵彻薄装甲钢靶板上的跳飞特性,在1 300~1 700m/s速度范围,利用LS-DYNA对6~14mm厚度靶板进行了数值模拟,采用每次调整0.5°着角逐步趋近的方法得出相应的跳飞角。不同靶板厚度仿真结果表明:长杆体在斜侵彻薄装甲钢靶板的过程中形成了连接点向前推进的塑性铰链,且随着靶板厚度的均匀增加,着角因素对跳飞影响呈强化趋势,而靶板厚度因素呈弱化趋势。加入靶板厚度因素对Tate跳飞模型进行了修正,并进行相应的验证试验,二者所得结果均与数值模拟结果吻合得较好。     

不同形状的预制钨破片正穿甲钢靶的破孔能力分析

为了探究不同形状和初始动能条件下预制钨破片对中厚钢靶的穿甲问题,采用LS-DYNA动力显示分析软件分别对不同初速条件下,3种形状破片撞击钢靶的过程进行仿真模拟.通过对比分析弹靶毁伤形貌和破片速度时程曲线等,得到了形状和初始动能对穿甲威力影响的变化规律.仿真结果表明:相同初始条件下,不同破片形状对钢靶的侵蚀程度不尽相同,但侵彻机理相似;侵彻动能的增加对穿甲威力的提升影响显著,穿甲威力随侵彻动能的增加而增大;初始动能相同时,立方体形破片破孔能力最强,圆柱形破片次之,球形破片最弱;与此同时,立方体形破片在穿甲过程中速度及动能衰减最为严重.     

舰炮半穿甲模拟弹对金属靶板斜侵彻研究

舰炮作为打击海上、空中和岸上目标的主要武器之一,半穿甲弹的侵彻能力是评价其弹药毁伤能力的重要一环,而开展实船射击实验成本高、机会少。为研究舰炮半穿甲弹倾斜侵彻金属靶板的侵彻能力,参考美军MK-45舰炮使用的奥托·梅莱拉127 mm弹药设计半穿甲模拟弹,采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法分析靶板破环模式、破口尺寸。实验结果表明,在45°和60°两种靶板倾角、385 m/s和500 m/s两种着靶速度情况下,半穿甲模拟弹对12 mm厚E36钢板具有足够的侵彻能力,模拟弹对靶板侵彻的破坏形式为冲塞破坏,破口尺寸平均为弹直径的1.25倍。仿真结果表明：剩余速度、破口形状与实验结果吻合;Thor公式的计算结果与实验结果较为接近,经过参数优化后实验、经验公式与仿真得到的剩余速度误差不超过10%。     

不同材质靶板抗破片侵彻等效关系实验研究

文中在试验建立钨球对2π装甲钢板和LY12CZ铝合金板的极限穿透速度公式的基础上，通过量纲分析、依据极限穿透速度相等的原则建立了不同材质靶板抗破片侵彻的厚度等效关系，与实验结果符合得较好。     

无量纲参数对破片弹道极限速度的影响

为开展93W钨合金破片对616装甲钢侵彻性能的研究,通过弹道枪试验分别对立方破片(底面为正方形)和圆柱破片进行了弹道极限速度测试,并基于试验结果对理论公式进行了修正,修正后的公式可应用于预测破片弹道极限速度。将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了材料的可靠性,根据破片初速及剩余速度建立回归方程,外推得到破片的弹道极限速度,并进一步研究了无量纲弹长及无量纲靶厚对弹道极限速度的影响。结果表明,当确定破片及靶板的材料后,弹道极限速度仅与无量纲弹长和无量纲靶厚有关; 当无量纲弹长与无量纲靶厚确定后,破片形状对弹道极限速度的影响非常明显,立方破片更容易穿透靶板。当无量纲靶厚为1.6时,破片正侵彻12 mm厚度的靶板,弹道极限速度随破片无量纲弹长的增加而加大,且无量纲弹长每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约45 m/s; 当无量纲弹长为1.0时,破片正侵彻不同厚度的靶板,弹道极限速度随无量纲靶厚的增加而加大,且无量纲靶厚每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约50 m/s。     

弹丸倾斜入射高硬度靶板的抗弹特征研究

采用 5 3式 7.6 2mm穿燃弹倾斜入射 10mm厚、硬度为HRC4 4～ 5 6的Cr-Ni-Mo系试验装甲钢进行了穿甲试验 ,研究了在不同硬度状态下 ,硬度对装甲钢板安全角的影响。依据倾斜入射的穿甲特征和靶试后对靶板损伤情况的分析认为 :弹丸在倾斜入射靶板时 ,随着靶板硬度增加 ,靶板安全角减小 ,抗弹性能提高 ,这主要是由于高硬度靶板使弹丸产生断裂和破碎及弹丸在开坑和侵彻阶段的阻力加大所致。     

舰舷结构与均质靶板的等效方法研究

用三维有限元程序作弹头撞击实际舰舷结构和等厚度均质靶板两方面诸多工况的计算结果为基础 ,分析弹速 V0 、弹着角θ、均质靶板的厚度 h或作用于舰舷不同结构区域上的弹着点等参数诸多因素对弹头穿靶能力的影响 ,根据弹道极限速度相同 ,或者相同弹头初始速度下的剩余速度相同 ,通过数值拟合 ,建立舰舷结构和均质靶板抗穿甲能力的等效关系     

高能束控制破碎模拟弹体破片分布试验研究

采用扇形靶试验对高能束控制破碎模拟弹进行预制破片分布考核。从静爆靶试结果显示:模拟弹侵彻3 m靶距不同厚度A3钢板,破片分布在预计范围内,破片飞散角实测结果小于18°,破片带内的破片密度平均为2.68个/dm2;该弹采用高能束控制破碎技术处理后,破片控制效果好,能够满足弹丸的设计要求。     

杀伤破片击穿和引爆靶弹的分析与研究

针对破片战半部的杀伤破片击穿和引爆靶弹的毁伤机制，介绍一种具有实用价值的分析计算法，对破片穿靶的侵彻过程进行了系统的研究；了正（斜）击靶的极限穿靶速度Vcni(Vci），并用LS－DYNA3D三维有限元程序进行仿真模拟验证；同时，对极限穿靶速度是否可以引爆靶后装药进行了分析和计算，引出了具有一定通用性的引爆速度阈值计算公式，并最终通过试验验证了分析的正确性和可行性。     

钨锆合金破片毁伤过程研究

采用12.7mm弹道枪发射破片进行模拟穿靶试验,对钨锆合金、93钨合金和易碎钨合金3种材料破片在毁伤油箱过程中的瞬态压力、压力恢复时间和油箱内烃气浓度进行研究。研究结果表明,钨锆合金破片优于93钨合金和易碎钨合金破片,钨锆合金破片使油箱爆燃的主要影响原因是其碎片分散角大和多火点引燃,因此钨锆合金具有更高的引燃油箱能力。将其应用于多功能战斗部中可以使武器具有更高的综合毁伤威力。     

高密度非晶金属基复合材料穿甲威力研究

利用ANSYS和靶试研究高密度非晶金属基复合材料和93钨合金弹芯穿甲威力。结果表明:在弹芯着靶速度为(1 400±20)m/s时,非晶金属基复合材料弹芯平均穿深为69.7 mm,单位穿深所需平均动能为625.3 J/mm,分别较93钨合金弹芯高20%和低17%;高密度非晶金属基复合材料具有更高的穿甲威力归功于材料更高的动态压缩强度和穿甲过程中的自锐行为。     

穿甲过程中薄靶等效关系研究

研究了斜置-垂直靶板在抗穿甲过程中的等效关系,建立了穿甲弹对垂直及斜置薄靶板射击的模型,利用Autodyn软件对侵彻深度进行了数值模拟,并通过实弹射击加以验证,证明了数值模拟的正确性;最后得出薄靶板在抗穿甲过程中,斜置-垂直靶板不能简单的进行等效,并给出了靶板进行等效的定性关系。