緩衝內襯對動能深侵徹彈藥柱安定性影響的數值研究

2021-02-15 技術鄰CAE學院

1  研究背景

        動能深侵徹彈在侵徹過程中提前起爆的現象頻頻發生。提前起爆的原因多是因為藥柱在高速撞擊的過程中由於高過載和應力集中，局部達到炸藥的感度而發生爆轟。炸藥是否提前起爆的一個關鍵因素是裝藥本身在力學和熱力學耦合作用下是否形成足夠的熱點。其中藥柱對衝擊載荷的動力學響應是影響熱點形成的最重要因素。

2  有限元模型

     模型：軸對稱平面模型

     單元數目：44122

     最小單元特徵長度：1mm

     彈體初始速度：     800m/s

     物理計算時間：    3000μs

     結果提取時間間隔：1 μs

     K文件單位制：      cm-g- μs-K

3  材料本構及參數

                                                             

4  有限元計算結果分析

4.1侵測損傷雲圖

                    

4.2緩衝內襯對藥柱動力學響應或者安定性進行評

        通過更多的目標對象（節點過載加速度、靜水壓力、軸向應力和等效應力（Mises應力）對緩衝內襯對藥柱動力學響應或者安定性進行評估。

分析：

        緩衝材料的加入，能夠有效的改善侵徹時藥柱的動力學環境，使得多項載荷均出現不同程度的下降，這對於保護彈藥材料是十分有益。

 

4.3 緩衝內襯粘性和模量對裝藥過載的影響程度討論

     （1）無緩衝內襯

     （2）彈性緩衝內襯，內襯部分採用*Mat-elastic替代*Mat-viscoelastic

     （3）粘彈性緩衝內襯

分析：

       由圖4.3(a)可知粘彈性緩衝內襯層的施加，可以明顯降低藥柱的加速度過載水平。從圖4.3(b)可知彈性緩衝內襯層，在一定程度上降低了藥柱的加速度過載水平，但是通過緩衝內襯低模量降低瞬時衝擊壓力p=ρCv的效果有限。對比圖4.3(a) (b) (c)可知緩衝內襯的粘性是抑制過載水平的主要因素.

5 總結

      （1）緩衝材料的加入，能夠有效的改善侵徹時藥柱的動力學環境，使得多項載荷均出現不同程度的下降，這對於保護彈藥材料是十分有用處的。

     （2）緩衝材料的低模量在一定程度上降低了藥柱的加速度過載水平，但是通過緩衝內襯低模量屬性降低瞬時衝擊壓力p=ρCv的效果有限，緩衝內襯的粘性是抑制過載水平的主要因素。

6 損傷動態過程

 

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