超音速侵彻混凝土过程中装药安定性结构设计的动摩擦理论分析

张旭 曹仁义 谭多望

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超音速侵彻混凝土过程中装药安定性结构设计的动摩擦理论分析

    通讯作者: 张旭, caepzx@sohu.com

A Dynamic Friction Analysis Method of Charge Survivability during Supersonic Penetration of Concrete Targets

    Corresponding author: ZHANG Xu, caepzx@sohu.com ;
  • 摘要: 根据侵彻过程中弹体内部装药的弹性变形假设,利用弹体结构与内部装药的相对位移、摩擦功、热力学原理和热点理论,提出了装药热安定性设计的弹性理论分析方法。计算中,侵彻弹体的响应函数从空穴膨胀理论出发;利用弹塑性材料中应力波Hugoniot跳跃条件以及流体力学动量和质量守恒方程,分析了弹体侵彻混凝土过程中的弹体表面径向应力;结合牛顿第二定律,采用有限差分技术,获得了弹体侵彻过程的轴向阻力。通过弹性理论分析,得到了弹体侵彻过程中影响装药安定性的重要设计参数,为装药安定性设计提供了理论依据。
  • [1] Woolf A F. Conventional warheads for long-range ballistic missiles: Background and issues for congress [R]. USA: Congressional Research Service, 2007.
    [2] Bishop R F, Hill R, Mott N F. The theory of indentation and hardness tests [J]. Proc Phys Soc, 1945, 57(3): 147-159.
    [3] Hopkins H G. Dynamic expansion of spherical cavities in metals [A]//Sneddon I, Hill R. Progress in Solid Mechanics [C]. Oxford, UK: Pergamon Press, 1960, 84-164.
    [4] Tate A. A theory for the deceleration of long rods after impact [J]. J Mech Phys Solids, 1967, 15(6): 387-399.
    [5] Forrestal M J, Luk V K. Dynamic spherical cavity-expansion in a compressible elastic-plastic solid [J]. J Appl Mech, 1988, 55(2): 275-279.
    [6] Rosenberg Z, Marmor E, Mayseless M. On the hydrodynamic theory of long-rod penetration [J]. Int J Impact Eng, 1990, 10(1-4): 483-486.
    [7] Martineau R L, Prime M B, Duffey T. Penetration of HSLA-100 steel with tungsten carbide spheres at striking velocities between 0. 8 and 2. 5 km/s [J]. Int J Impact Eng, 2004, 30(5): 505-520.
    [8] Zhou N, Ren H Q, Shen Z W, et al. Experimental study on overload characteristics of projectile penetrating reinforced concrete [J]. Journal of Experimental Mechanics, 2006, 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, 2006, 21(5): 572-578.
    [10] Zhou N, Ren H Q, Shen Z W, et al. Study on penetration of concrete targets by ogive-nose steel projectile [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2007, 21(3): 242-248. (in Chinese)
    [11] 周宁, 任辉启, 沈兆武, 等. 卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究 [J]. 高压物理学报, 2007, 21(3): 242-248.
    [12] Wang C H, Chen P Y, Xu X C. Filtering of penetration deceleration data and determining of penetration deceleration on the rigid-body [J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(5): 416-419. (in Chinese)
    [13] 王成华, 陈佩银, 徐孝诚. 侵彻过载实测数据的滤波及弹体侵彻刚体过载的确定 [J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(5): 416-419.
    [14] Pi A G, Huang F L. Dynamic behavior of a slender projectile on oblique penetrating into concrete target [J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(4): 331-337. (in Chinese)
    [15] 皮爱国, 黄风雷. 大长细比弹体斜侵彻混凝土靶的动力学响应 [J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(4): 331-337.
    [16] Song S C, Wang T H, Cai H N, et al. Numerical calculations of adiabatic shearing localization of steel projectile impacting concrete [J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(3): 246-250. (in Chinese)
    [17] 宋顺成, 王庭辉, 才鸿年, 等. 钢制弹丸冲击混凝土时绝热剪切局部化的数值计算 [J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(3): 246-250.
  • [1] 康彦龙蒋建伟王树有门建兵 . 不同罩材聚能装药对多层介质侵彻的实验与数值模拟. 高压物理学报, 2012, 26(5): 487-493. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.002
    [2] 成丽蓉施惠基陈荣 . 战斗部装药冲击损伤及热点形成的数值分析. 高压物理学报, 2013, 27(4): 575-581. doi: 10.11858/gywlxb.2013.04.017
    [3] 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
    [4] 黄彬彬张旭谭多望 . 谱元法数值模拟约束结构内炸药中应力波的传播. 高压物理学报, 2014, 28(6): 716-722. doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.012
    [5] 吴普磊李鹏飞杨磊赵向军宋浦 . 长径比对侵彻阻力的影响. 高压物理学报, 2018, 32(2): 025105-1-025105-4. doi: 10.11858/gywlxb.20170631
    [6] 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
    [7] 刘小虎祝涛 . 颗粒体侵彻数值计算方法研究. 高压物理学报, 2010, 24(1): 21-25 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.004
    [8] 邓云飞张伟曹宗胜陈勇 . 分段弹侵彻效率的数值模拟研究. 高压物理学报, 2011, 25(3): 251-260 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.03.010
    [9] 胡静邓云飞孟凡柱姜颖 , . 分段杆弹侵彻效率的数值模拟. 高压物理学报, 2015, 29(6): 410-418. doi: 10.11858/gywlxb.2015.06.002
    [10] 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
    [11] 王迎春王洁杜安利牛天林 . 动能杆侵彻目标靶毁伤效果研究. 高压物理学报, 2014, 28(2): 197-201. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010
    [12] 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
    [13] 周宁任辉启沈兆武何祥刘瑞朝 . 卵形头部弹丸侵彻混凝土的研究. 高压物理学报, 2007, 21(3): 242-248 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.03.004
    [14] 王政倪玉山曹菊珍张文金吾根 . 基于速度势侵彻模型的应用研究. 高压物理学报, 2005, 19(1): 10-16 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.01.003
    [15] 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
    [16] 姜剑生王政梁龙河洪滔 . 杆式射流侵彻半无限靶的理论分析. 高压物理学报, 2011, 25(4): 339-343 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.04.009
    [17] 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
    [18] 高光发李永池沈玲燕郭扬 . 入射速度对长杆弹垂直侵彻行为的影响规律. 高压物理学报, 2012, 26(4): 449-454. doi: 10.11858/gywlxb.2012.04.014
    [19] 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
    [20] 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
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-09
  • 录用日期:  2011-01-11
  • 刊出日期:  2012-02-15

超音速侵彻混凝土过程中装药安定性结构设计的动摩擦理论分析

    通讯作者: 张旭, caepzx@sohu.com
  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室,四川绵阳 621900

摘要: 根据侵彻过程中弹体内部装药的弹性变形假设,利用弹体结构与内部装药的相对位移、摩擦功、热力学原理和热点理论,提出了装药热安定性设计的弹性理论分析方法。计算中,侵彻弹体的响应函数从空穴膨胀理论出发;利用弹塑性材料中应力波Hugoniot跳跃条件以及流体力学动量和质量守恒方程,分析了弹体侵彻混凝土过程中的弹体表面径向应力;结合牛顿第二定律,采用有限差分技术,获得了弹体侵彻过程的轴向阻力。通过弹性理论分析,得到了弹体侵彻过程中影响装药安定性的重要设计参数,为装药安定性设计提供了理论依据。

English Abstract

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