卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究

周宁; 任辉启; 沈兆武; 何祥; 刘瑞朝

doi:10.11858/gywlxb.2007.03.004

推荐：高压下Fe92.5O2.2S5.3的熔化温度（特约稿件）推荐：透明陶瓷的超高压制备研究进展（特约综述）推荐：氢的高压奇异结构与金属化（特约综述）推荐：第二主族氢化物的高压研究（特约综述）推荐：氢氘物态方程研究进展（特约综述）

高级检索

卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究

周宁 , 任辉启 , 沈兆武 , 何祥 , 刘瑞朝

引用本文:

Citation:

卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究

1.
中国科学技术大学力学与机械工程系，安徽合肥 230026；
2.
洛阳水利工程研究所，河南洛阳 471023

通讯作者: 周宁;

Study on Penetration of Concrete Targets by Ogive-Nose Steel Projectile

1.
Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China;
2.
Luoyang Institute of Hydraulical Engineer, Luoyang 471023, China

Corresponding author: ZHOU Ning

摘要: 用头部曲率半径为4.0、直径100 mm、质量为25 kg的卵形弹丸对混凝土进行侵彻实验，并测试了炮膛内和侵彻过程中弹丸的加速度时程曲线。实验用混凝土靶的抗压强度为35 MPa，密度为2 450 kg/m3，有3 m3 m3 m和2 m2 m2 m两种尺寸。测试弹丸发射和侵彻过程加速度的记录系统刚性固结于弹丸内部。弹丸侵彻初速在310 m/s至632 m/s之间，弹丸的峰值过载在12 000 g到22 000 g之间。实验后将测试的侵彻深度、侵彻过程弹丸的加速度时程曲线与用Forrestal 的理论模型计算得到的结果进行了比较分析。实验结果对认识侵彻的整个过程和相关弹药的设计有重大意义。
- 爆炸力学 /
- 侵彻 /
- 混凝土靶 /
- 卵形头部弹丸 /
- 加速度时程曲线测试
Abstract: We conducted acceleration-time measurement of penetration experiments in targets with 100 mm diameter, 4.0 caliber-radius-head, 25 kg projectiles. The 3 m3 m3m and 2 m2 m2m concrete targets had an nominal unconfined compressive strength of 35 MPa and density 2 450 kg/m3. Projectiles were designed to contain a single-channel acceleration data recorder, so we recorded accelerations in the bore of the gun and accelerations during the penetration event. A 100 mm diameter powder gun launched the 25 kg projectiles to striking velocities between 310 and 632 m/s. We compared the measured penetration depths and acceleration-time data with the calculated results using Forrestal formula. The calculated results are in good agreement with rigid-body acceleration measurements for the rise times and peak plateau responses. The acceleration-time data of projectiles can be helpful for devising armour-piercing projectile and defense engineering.
- explosion mechanics /
- penetration /
- concrete target /
- ogive-nose projectile /
- acceleration-time measurement

[1]	Forrestal M J, Frew D J, Hanchak S J, et al. Penetration of Grout and Concrete Targets with Ogive-Nose Steel Projectiles [J]. Int J Impact Eng, 1996, 18(5): 465-476.
[2]	Frew D J, Hanchak S J, Green M L, et al. Penetration of Concrete Targets with Ogive-Nose Steel Rods [J]. Int J Impact Eng, 1998, 21(6): 489-497.
[3]	Gomez J T, Shukla A. Multiple Impact Penetration of Semi-Infinite Concrete [J]. Int J Impact Eng, 2001, 25: 965-979.
[4]	Xu J B, Lin J D, Tang R D, et al. The Penetration of Steel Bar Projectiles into Concrete Target [J]. Explosion and Shock Waves, 2002, 22(2): 174-178. (in Chinese)
[5]	徐建波, 林俊德, 唐润棣, 等. 长杆射弹侵彻混凝土实验研究 [J]. 爆炸与冲击, 2002, 22(2): 174-178.
[6]	Forrestal M J, Luk V K. Penetration into Soil Targets [J]. Int J Impact Eng, 1992, 12(3): 427-444.
[7]	Forrestal M J, Frew D J, Hickerson J P, et al. Penetration of Concrete Targets with Acceleration-Time Measurements [J]. Int J Impact Eng, 2003, 28: 479-497.
[8]	Zhou N, Ren H Q, Shen Zh W, et al. Experimental Study on Overload Characteristics of Projectile Penetrating Reinforced Concrete [J]. Journal of Experimental Mechanics, 2005, 21(5): 572-578. (in Chinese)
[9]	周宁, 任辉启, 沈兆武, 等. 侵彻钢筋混凝土过程中弹丸过载特性的实验研究 [J]. 实验力学, 2005, 21(5): 572-578.
[10]	Forrestal M J, Altman B S, Cargile J D, et al. An Empirical Equation for Penetration Depth of Ogive-Nose Projectiles into Concrete Targets [J]. Int J Impact Eng, 1994, 15(4): 395-405.

[1]	杨华伟 , 王志华 , 晋小超 . 高速侵彻混凝土弹体在横向非对称作用下的动态响应. 高压物理学报, 2017, 31(1): 73-80. doi: 10.11858/gywlxb.2017.01.011
[2]	曾鉴荣 , 刘高敏 , 温殿英 , 刘全忠 . 卵形弹侵彻混凝土靶实验研究. 高压物理学报, 1998, 12(1): 67-71 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.01.011
[3]	穆朝民 , 任辉启 . 弹丸对钢筋混凝土中钢筋交汇处侵彻效应研究. 高压物理学报, 2010, 24(5): 351-358 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.05.006
[4]	李长顺 , 刘天生 , 王凤英 , 高永宏 . 伸出式侵彻体攻角侵彻靶板的数值模拟研究. 高压物理学报, 2009, 23(2): 155-160 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.013
[5]	曹明阳 , 王金相 , 郝春杰 , 宋海平 , 张亚宁 , 周莲 , 周楠 , 唐奎 . 一体式多爆炸成型弹丸的成型及侵彻性能. 高压物理学报, 2017, 31(4): 486-493. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.018
[6]	潘强 , 张继春 , 肖清华 , 邹新宽 , 石洪超 . 动能弹对混凝土靶侵彻深度的PSO-SVM预测. 高压物理学报, 2018, 32(2): 025102-1-025102-8. doi: 10.11858/gywlxb.20170577
[7]	王可慧 , 宁建国 , 李志康 , 耿宝刚 , 周刚 . 高速弹体非正侵彻混凝土靶的弹道偏转实验研究. 高压物理学报, 2013, 27(4): 561-566. doi: 10.11858/gywlxb.2013.04.015
[8]	于川 , 王伟 , 陈浩 , 虞德水 , 谢刚 , 张振涛 . 小口径药型罩爆炸成型弹丸设计与多层钢靶侵彻实验. 高压物理学报, 2014, 28(1): 69-72. doi: 10.11858/gywlxb.2014.01.011
[9]	陈星明 , 刘彤 , 肖正学 . 弹丸对混凝土靶体侵彻深度的灰色模拟与预测. 高压物理学报, 2014, 28(2): 221-226. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.014
[10]	吴乔国 , 文鹤鸣 . 卵形弹撞击厚金属靶的侵彻与贯穿. 高压物理学报, 2013, 27(3): 372-378. doi: 10.11858/gywlxb.2013.03.009
[11]	何涛 , 文鹤鸣 . 卵形钢弹对铝合金靶板侵彻问题的数值模拟. 高压物理学报, 2006, 20(4): 408-414 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.04.012
[12]	文鹤鸣 . 厚金属靶在弹丸打击下的侵彻与穿透. 高压物理学报, 2002, 16(2): 94-104 . doi: 10.11858/gywlxb.2002.02.003
[13]	杨军 , 蒋建伟 , 门建兵 . 准球形爆炸成型弹丸的形成、飞行及侵彻过程的数值模拟. 高压物理学报, 2006, 20(4): 429-433 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.04.015
[14]	王可慧 , 初哲 , 周刚 , 王金海 , 朱玉荣 , 闵涛 , 韩娟妮 . 串联动能侵彻弹侵彻混凝土靶研究. 高压物理学报, 2005, 19(1): 93-96 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.01.016
[15]	钟卫洲 , 宋顺成 , 张方举 , 张青平 , 黄西成 , 李思忠 , 卢永刚 . 复合材料弹侵彻混凝土靶的研究. 高压物理学报, 2009, 23(1): 75-80 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.01.013
[16]	练兵 , 蒋建伟 , 门建兵 , 王树有 . 高速长杆弹对混凝土靶侵彻规律的仿真分析. 高压物理学报, 2010, 24(5): 377-382 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.05.010
[17]	杨阳 , 何涛 , 文鹤鸣 . 弹体侵彻混凝土靶板过程中磨蚀问题的计算. 高压物理学报, 2012, 26(1): 83-88. doi: 10.11858/gywlxb.2012.01.012
[18]	韩晶 , 王华 , 陈智刚 . 分体式动能子弹对混凝土靶的侵彻与毁伤特性分析. 高压物理学报, 2016, 30(5): 399-405. doi: 10.11858/gywlxb.2016.05.009
[19]	戴湘晖 , 周刚 , 沈子楷 , 李鹏杰 , 初哲 , 王可慧 , 段建 , 胡玉涛 , 杨慧 . 高速弹体对钢筋混凝土靶的侵彻/贯穿效应实验研究. 高压物理学报, 2019, 33(5): 055101-1-055101-9. doi: 10.11858/gywlxb.20180672
[20]	郭婷婷 , 任会兰 , 宁建国 . 陶瓷复合靶板的抗侵彻模型. 高压物理学报, 2014, 28(5): 551-556. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.007

点击查看大图

计量

文章访问数: 3964
阅读全文浏览量: 157
PDF下载量: 864

卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究

通讯作者: 周宁;

1. 中国科学技术大学力学与机械工程系，安徽合肥 230026；
2. 洛阳水利工程研究所，河南洛阳 471023

收稿日期: 2006-10-08
录用日期: 2007-01-23
网络出版日期: 2007-09-05

关键词:

摘要: 用头部曲率半径为4.0、直径100 mm、质量为25 kg的卵形弹丸对混凝土进行侵彻实验，并测试了炮膛内和侵彻过程中弹丸的加速度时程曲线。实验用混凝土靶的抗压强度为35 MPa，密度为2 450 kg/m3，有3 m3 m3 m和2 m2 m2 m两种尺寸。测试弹丸发射和侵彻过程加速度的记录系统刚性固结于弹丸内部。弹丸侵彻初速在310 m/s至632 m/s之间，弹丸的峰值过载在12 000 g到22 000 g之间。实验后将测试的侵彻深度、侵彻过程弹丸的加速度时程曲线与用Forrestal 的理论模型计算得到的结果进行了比较分析。实验结果对认识侵彻的整个过程和相关弹药的设计有重大意义。