缓冲内衬对动能深侵彻弹药柱安定性影响的数值研究

1  研究背景

        动能深侵彻弹在侵彻过程中提前起爆的现象频频发生。提前起爆的原因多是因为药柱在高速撞击的过程中由于高过载和应力集中，局部达到炸药的感度而发生爆轰。炸药是否提前起爆的一个关键因素是装药本身在力学和热力学耦合作用下是否形成足够的热点。其中药柱对冲击载荷的动力学响应是影响热点形成的最重要因素。

2  有限元模型

     模型：轴对称平面模型

     单元数目：44122

     最小单元特征长度：1mm

     弹体初始速度：     800m/s

     物理计算时间：    3000μs

     结果提取时间间隔：1 μs

     K文件单位制：      cm-g- μs-K

3  材料本构及参数

                                                             

4  有限元计算结果分析

4.1侵测损伤云图

                    

4.2缓冲内衬对药柱动力学响应或者安定性进行评

        通过更多的目标对象（节点过载加速度、静水压力、轴向应力和等效应力（Mises应力）对缓冲内衬对药柱动力学响应或者安定性进行评估。

分析：

        缓冲材料的加入，能够有效的改善侵彻时药柱的动力学环境，使得多项载荷均出现不同程度的下降，这对于保护弹药材料是十分有益。

 

4.3 缓冲内衬粘性和模量对装药过载的影响程度讨论

     （1）无缓冲内衬

     （2）弹性缓冲内衬，内衬部分采用*Mat-elastic替代*Mat-viscoelastic

     （3）粘弹性缓冲内衬

分析：

       由图4.3(a)可知粘弹性缓冲内衬层的施加，可以明显降低药柱的加速度过载水平。从图4.3(b)可知弹性缓冲内衬层，在一定程度上降低了药柱的加速度过载水平，但是通过缓冲内衬低模量降低瞬时冲击压力p=ρCv的效果有限。对比图4.3(a) (b) (c)可知缓冲内衬的粘性是抑制过载水平的主要因素.

5 总结

      （1）缓冲材料的加入，能够有效的改善侵彻时药柱的动力学环境，使得多项载荷均出现不同程度的下降，这对于保护弹药材料是十分有用处的。

     （2）缓冲材料的低模量在一定程度上降低了药柱的加速度过载水平，但是通过缓冲内衬低模量属性降低瞬时冲击压力p=ρCv的效果有限，缓冲内衬的粘性是抑制过载水平的主要因素。

6 损伤动态过程

 

 

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