马铭辉,王晓东,蒋招绣,余毅磊,李 烨,高光发

(南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094)

预测弹靶的相互作用是一个非常复杂的问题,当弹丸侵彻目标靶板时,弹靶的动态响应会随着弹靶材料的强度、靶板厚度和弹体结构的变化而变化[1-2]。而当刚性弹侵彻靶板时,靶板中会形成一个与弹丸结构相似的弹坑,且弹坑的深度受到弹丸头部形状和弹丸着靶速度的影响。目前,对于刚性弹侵彻目标靶板的侵彻深度问题已有较多的研究。BISHOP等[3]建立了弹塑性固体中圆柱形和球形空腔的准静态膨胀方程,对圆锥形射弹侵彻金属靶板时所受的力进行了估算;基于BISHOP的空腔膨胀模型,FORRESTAL等[4-5]建立了工程模型,用来预测不同弹头形状的刚性长杆弹对不可压缩弹塑性目标的穿透方程,并通过对6061-T651铝合金靶板的末端弹道试验发现,球形弹头的理论模型与试验结果十分吻合,而卵形和锥形弹头的偏差较大;同时,FORRESTAL等[6]建立了刚性长杆弹对应变硬化材料的穿深方程,发现侵彻过程中弹丸与靶板材料之间的滑动摩擦阻力对模型预测的准确性有较大影响;王晓鸣等[7]对FORRESTAL的经典阻力公式中的静态阻力项进行了修正,发现修正后的模型能明显提高侵蚀的计算精度;文献[8-9]提出了一种基于动态腔体膨胀模型的通用无量纲公式,在一定速度范围内能够较好地预测卵形刚性弹对金属、混凝土和土壤的穿透深度。目前,对于刚性弹侵彻金属靶板的侵深计算,主要是基于球腔膨胀或者柱腔膨胀模型推导出弹体在侵彻过程中所受的阻力,进而通过积分得到最终的侵彻深度[10-13]。……