具有攻角的钨合金弹侵彻运动靶板的数值模拟研究
2019-08-13吴世永宿德志
兵器装备工程学报 2019年7期
吴世永,李 慧,宿德志
(海军航空大学 航空基础学院, 山东 烟台 264001)
密集阵等反导舰炮武器系统通过利用穿甲弹的动能穿甲来摧毁来袭导弹。穿甲弹的钨合金弹侵彻战斗部壳体后的剩余速度和剩余质量直接决定了穿甲弹能否有效地引爆反舰导弹,从而摧毁来袭导弹。目前,国内外对子弹垂直侵彻静止和运动靶板的效能进行了大量的研究[1-7]。但钨合金弹在空中飞行一段时间后,着靶时会存在一定的攻角。由于钨合金弹的速度方向和弹轴方向不在一条直线,攻角的存在会影响钨合金弹对靶板的侵彻效能[8-9],特别是侵彻横向速度较大的靶板目标。因此需要研究攻角对钨合金弹侵彻运动靶板的侵彻效能的影响。
本文利用非线性动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过数值模拟的方法对钨合金弹以不同攻角侵彻运动目标的过程进行数值模拟,分析了目标靶板不同横向速度下,钨合金弹的攻角对其侵彻性能的影响。
1 计算模型
有限元计算模型由带锥状头型的钨合金弹和平板结构的目标靶板组成,如图1所示。钨合金弹的直径为15 mm,长为68 mm,质量为185 g。目标靶板的材料为30CrMnSiA,厚度为16 mm。设钨合金弹的着靶速度vB沿着水平向右方向,并垂直于靶板,侧滑角为0,弹头上抬,攻角大小用θ来描述,如图1。靶板的运动方向垂直于钨合金弹速度方向,大小用vT表示。为了减少计算量,建模时,靶板的长取为200 mm,宽为200 mm,通过约束靶板边界的节点在水平向右方向上的运动来模拟实际靶板尺寸远大于钨合金弹的尺寸的情形。……
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