刚性弹体撞击下高强度混凝土侵彻深度经验公式的对比验算

为了分析典型的侵彻深度经验公式对于高强度混凝土侵彻的适用性,介绍了目前常用的侵彻深度经验公式,并通过对弹体侵彻高强度混凝土的试验研究和分析,得出ACE公式和Forrestal公式在低速侵彻阶段可以用来预估弹体侵彻高强度混凝土侵彻深度。     

别列赞公式中弹体参数取值的探讨

为研究别列赞公式中弹体质量、弹体直径、命中速度以及命中角等参数取值对计算结果的影响,列举了4种典型的常规钻地武器及其战斗部的参数,并进行了计算对比.对比结果表明,侵彻公式中的弹体质量应取常规武器的战斗部质量,其余相关参数同样取其战斗部参数;计算战斗部的侵彻破坏效应时,建议MK82、MK83和MK84的命中速度取250 m/s,BLU-109/B的命中速度取350 m/s,BLU-113的命中速度取400 m/s,命中角统一取20°;建议在工程设计中对岩石的侵彻系数略作调整.     

Bernard岩体侵彻深度计算公式及其讨论

为避免防护工程设计确定战斗部对岩体的侵彻深度时使用错误的公式形式及参数量纲单位导致错误的计算结果,在分析3个Bernard岩体侵彻深度计算公式的基础上,明确了正确的公式形式及式中参数的量纲单位;根据对公式特点及公式计算侵彻深度与试验数据的对比分析,讨论了3个Bernard岩体侵彻深度计算公式的计算精度及适用范围,得到了Bernard公式C的适用性和计算精度优于Bernard公式A和Bernard公式B的结论.     

带攻角弹体斜侵彻混凝土深度计算公式对比分析

为了分析经典侵彻深度经验公式对带攻角弹体斜侵彻混凝土靶的适用性,介绍了目前应用较广且精度较高的混凝土侵彻深度计算经验公式,并以152 mm一级轻气炮为试验平台,通过弹体攻角、倾角联合侵彻C30素混凝土靶的试验加载测试系统进行试验研究,测得了弹体着靶速度、开坑尺寸和侵彻深度。并应用各经验公式对带攻角弹体斜侵彻混凝土目标的侵彻深度进行了计算和对比,分析了不同经验公式计算值与实测值之间的差异。试验研究表明,对于带攻角弹体斜侵彻混凝土的侵深经验公式中,ACE公式和Forrestal公式计算侵彻深度与实测侵深最为接近,相对误差均未超过10%,满足工程计算需求。     

破片侵彻深度的实用计算方法

针对破片对爆炸洞体的侵彻破坏,对Christman-Gehring(C-G)、中厚靶侵彻和弹坑容积描述3种侵彻公式与破片侵彻条件的一致性进行了比较分析.提出利用C-G公式估算侵彻深度的实用计算方法,并且得到了很好的试验验证.     

反应装甲对射流侵彻深度的影响

考察了射流侵彻一般装甲与反应装甲的区别，得到了射流与靶体交界面压力、速度变化规律。同时还用二维拉氏弹塑性程序ＦＣＭ数值模拟了由ＴＡＴＢ炸药组成的反应装甲，射流侵彻它时，炸药区化学反应发生与否对穿深的影响。     

球形头部弹丸侵彻极限深度问题的数值模拟

在基于有限元法中差分包软件LS-DYNA-970的平台上对钢制球形头部弹丸侵彻平面钢板的极限深度问题进行了3-D数值仿真分析,在研究过程中使用了在ALE方法下的Johnson-Cook理论模型,此模型可以在分析受力失效的同时考虑温度变形,由此获得了在不同初速下侵彻极限深度的数值结果。并且在研究中得出了变形体弹丸与刚体弹丸的结果对比关系,分析了由于弹体变形给两者带来的差异。计算结果与文献中的实验数据吻合较好。     

高速弹体斜侵彻混凝土靶的效率分析

为研究弹体斜侵彻混凝土的效率,通过试验计算得到最大侵彻效率对应的特征速度,并得到弹体速度对侵彻效率的影响呈抛物线分布,侵彻效率随速度的提高先增大后减少。通过仿真计算得到弹体材料强度、头部形状、长径比和混凝土强度对斜侵彻效率的影响较大。     

弹体对钢纤维混凝土侵彻深度的计算研究

对钢纤维混凝土抗侵彻性能进行了研究，将钢纤维含量特征参数和钢纤维混凝土韧度的概念引入到侵彻深度计算公式中，在试验的基础上给出了弹体对钢纤维混凝土侵彻深度的别列赞修正计算式。该公式的各项参数均具有明确的含义。最后，运用侵彻深度公式对钢纤维含量高达6％时的情况下，弹体对钢纤维混凝土的侵彻深度进行了验算，计算结果证明了该公式的有效性、合理性和适用性。     

不同跨度地下洞室弹体侵彻效应数值模拟研究

为了研究不同跨度地下洞室的动力响应特性,选用小直径炸弹,应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序,对弹体垂直侵彻地下洞室进行了数值模拟,得到的侵彻深度与经验公式计算深度数值相近.研究结果表明:洞室埋深为5 m时,拱顶处受力最大,14 m以下小跨度洞室拱脚部位受力较大,24 m以上大跨度洞室拱肩部位受力较大;洞室埋深为10m时,拱脚部位受力较大,位移响应最为剧烈,这些部位为结构的薄弱环节,在设计中应采取加强措施.     

高速侵彻体对各种介质侵彻深度的工程计算

采用空穴膨胀理论。进行了高速侵彻体对土壤、混凝土、凝灰岩等介质的侵彻深度计算，计算中选用了较大口径的侵彻体。计算结果与国外同样口径侵彻体侵彻威力进行比较。对影响侵彻威力的因素做了初步分析。     

考虑边界约束弹体斜侵彻混凝土的研究

运用LS-DYNA对不同边界的侵彻过程进行了数值仿真,将仿真得到的侵深、偏转角,与按公式计算进行对比,表明考虑自由边界约束的侵彻深度比无反射边界时的侵彻深度大,且倾角对侵彻深度和偏转角的影响程度随着倾角的增大逐渐增大。将仿真结果与试验数据对比,验证了边界约束对侵彻深度的影响,为半无限靶与有界靶体的侵彻机理研究提供了参考。     

空心弹体侵彻金属靶板的数值模拟和实验研究

采用动力有限元方法和弹道枪加载实验技术进行了两种材料 (35CrMnSi和贝氏体钢 )的空心弹体垂直侵彻A3金属靶板的对比研究 ,分析了弹、靶材料典型的宏观变形破坏过程和微观组织结构。实验结果表明 ,当撞击速度较低时 ,弹体头部发生镦粗变形 ;当撞击速度较高时 (80 4m/s、798m/s) ,两种材料的弹体头部则均有质量侵蚀现象 ,35CrMnSi侵蚀略少于贝氏体钢 ,弹体头部均有绝热剪切带出现 ;贝氏体钢可成为一种新型穿甲弹弹体材料     

刻槽弹体旋转侵彻铝靶试验与数值模拟

为研究刻槽弹体旋转侵彻作用性能,分析了刻槽弹体旋转侵彻作用过程,在着靶速度400～700 m/s范围对刻槽弹体和卵形弹体旋转侵彻铝靶进行了试验研究,利用LS-DYNA动力学软件对刻槽弹体和卵形弹体旋转侵彻过程进行了数值仿真,仿真和试验结果吻合较好,表明仿真方法及材料模型的适用性。进行了着靶速度300～700 m/s,转速0～1 500 r/s条件下的仿真试验。仿真结果表明,旋转对刻槽弹体侵深具有很大的影响,在弹体转速和着靶速度达到合理匹配时,旋转的刻槽弹体可以有效地提高弹体的侵深。     

弹体在含钢球的钢纤维混凝土介质中侵彻深度工程计算模型

本文运用空腔膨胀理论通过引入两系数λ1,λ2分别研究斜入射和钢球对侵彻深度的影响,得到在概率意义上的简单实用的钢球钢纤维混凝土抗侵彻计算公式.     

PBX装药弹体侵彻混凝土薄板的数值模拟

为探究浇注型高聚物粘结炸药(PBX)装药在弹体侵彻过程中的力学响应和损伤分布情况,将孔隙压塌损伤、炸药晶体破碎损伤和粘结剂脱粘三种损伤形式的演化规律引入粘弹性本构模型,拟合了浇注型PBX在不同温度下的低应变率至中高应变率的力学响应,利用动力有限元数值软件模拟了含装药弹体侵彻混凝土靶板中炸药的力学损伤响应,分析了炸药应力波的传播、压力分布和三种损伤分布及演化。结果表明,加载初期炸药装药的头部承受较大的压缩应力,当应力波传播至尾部反射回拉伸波时,由于弹体的惯性作用,装药尾部和壳体内表面发生撞击,迅速形成高压区,压力高至0.25 GPa,因此装药头部和尾部损伤较为严重,应作为重点防护区域。     

破片对爆炸洞的侵彻深度研究

以小口径炮弹弹丸爆炸破片对爆炸洞防护板的侵彻为研究背景，对破片侵彻不同材料的深度进行了比较，从理论计算上分析了侵彻结果，得到了爆炸洞设计的参考依据。     

空心弹体侵彻金属靶板的数值模拟和实验研究

采用动力有限元方法和弹道枪加载实验技术进行了两种材料（35CrMnSi和贝氏体钢）的空心弹体垂直侵彻A3金属靶板的对比研究，分析了弹，靶材料典型的宏观变形破坏过程和微观组织结构，实验结果表明，当撞击速度较低时，弹体头部发生镦粗变形，当撞击速度较高时（804m/s,798m/s），两种材料的弹体头部则均有质量侵蚀现象，35CrMnSi侵蚀略少于贝氏体钢，弹体头部均有绝热剪切带出现，贝氏体钢可成为一种新型穿甲弹弹体材料。     

截锥形空心弹体侵彻薄靶板的数值模拟

运用非线性动力学有限元软件LS-DYNA,开展了截锥形弹体在速度为0．6～2．3Ma范围的正穿甲和45°斜穿甲的数值模拟。靶板在弹体正撞击和低斜角撞击时,在各种速度下均为向前的花瓣型破坏。在高斜角低速撞击时,靶板出现向前的花瓣失效;在高斜角高速撞击时,靶板的花瓣部分向前,部分向后．其近着靶方向的花瓣向前,而远着靶方向的花瓣向后翻转。在不同速度下弹体斜侵彻靶板时,在较低速度下弹体在侵彻后其轴线与靶板的夹角增大,而在高速时其夹角减小。     

某型弹丸侵彻深度的影响因素

弹丸的侵彻深度直接影响到爆轰角的大小和破片的毁伤效果。在经验公式的基础上,通过推导侵彻深度的数学表达式,研究该型弹丸侵彻深度的主要影响因素,并以某型弹丸为应用实例进行参数化分析,运用MATLAB数值计算软件得到相应的曲线关系图。数值分析弹丸侵彻深度的影响因素,可为控制弹丸起爆位置和弹药设计提供依据和参考,有利于提高弹片的毁伤效率。