厚金属靶在弹丸打击下的侵彻与穿透

文鹤鸣

引用本文:
Citation:

厚金属靶在弹丸打击下的侵彻与穿透

    通讯作者: 文鹤鸣

Penetration and Perforation of Thick Metallic Targets under Impact by Missiles

    Corresponding author: WEN He-Ming
  • 摘要: 给出了预测厚金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的简单分析方程。在方程的建立过程中,假定变形是局部化的、冲击能量仅由侵彻过程吸收,并进一步假定靶材料对弹丸的平均阻(压)力由两部分组成:一部分基于空穴膨胀理论由于靶材料弹-塑性变形所产生的准静态凝聚阻力;另一部分是考虑了速度效应后的动压力。推导出了预测靶侵彻深度和弹道极限的方程表达式,并与金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的实验进行了比较。理论预测与实验结果吻合得很好。
  • [1] Backman M E, Goldsmith W. The Mechanics of Penetration of Projectile into Targets [J]. Int J Eng Sci, 1978, 16: 1-99.
    [2] Zukas J A. Penetration and Perforation of Solids [A]. Zukas J A. Impact Dynamics [C]. New York: John Wiley, 1982. 155-214.
    [3] Anderson C E Jr, Bodner S R. Ballistic Impact: The Status of Analytical and Numerical Modelling [J]. Int J Impact Eng, 1988, 7: 9-35.
    [4] Corbett G G, Reid S R, Johnson W. Impact Loading of Plates and Shells by Free-Flying Projectiles: A Review [J]. Int J Impact Eng, 1996, 18(2): 141-230.
    [5] Wen H M, Jones N. Semi-Empirical Equations for the Perforation of Plates Struck by a Mass [A]. Bulson P S. Structures under Shock and Impact II [C]. Southampton and Boston and Thomas Telford, London: Computational Mechanics Publications, 1992: 369-380.
    [6] Wen H M. Predicting the Penetration and Perforation of FRP Laminates Struck Normally by Projectiles with Different Nose Shapes [J]. Composite Structures, 2000, 49: 321-329.
    [7] Johnson W. Impact Strength of Materials [M]. London: Edward Arnold, 1972.
    [8] Hill R. The Mathematical Theory of Plasticity [M]. Oxford: Oxford University Press, 1950.
    [9] Forrestal M J, Okajima K, Luk V K. Penetration of 6061-T651 Aluminium Targets with Rigid Long Rods [J]. ASME J Appl Mech, 1988, 55: 755-760.
    [10] Forrestal M J, Rosenberg Z, Luk V K, et al. Perforation of Aluminium Plates with Conical-Nosed Rods [J]. J Appl Mech, 1987, 54: 230-232.
    [11] Luk V K, Amos D E. Dynamic Cylindrical Cavity Expansion of Compressible Strain-Hardening Materials [J]. ASME J Appl Mech, 1991, 58: 334-340.
    [12] Dikshit S N, Sundararajan G. The Penetration of Thick Steel Plates by Ogive Shaped Projectiles-Experiment and Analysis [J]. Int J Impact Eng, 1992, 12(3): 373- 408.
    [13] Gupta N K, Madhu V. Normal and Oblique Impact of a Kinetic Energy Projectile on Mild Steel Plates [J]. Int J Impact Eng, 1992, 12(3): 333-343.
    [14] Forrestal M J, Brar N S, Luk V K. Penetration of Strain-Hardening Targets with Rigid Spherical-Nose Rods [A]. Schwer L E. Computational Techniques for Contact, Impact, Penetration and Perforation of Solids [C]. ASME, 1989, AMD-103: 215-222.
    [15] Corbett G G, Reid S R. Quasi-Static and Dynamic Local Loading of Monolithic Simply-Supported Steel Plates [J]. Int J Impact Eng, 1993, 13(3): 423- 441.
    [16] Luk V K, Piekutowski A J. An Analytical Model on Penetration of Erosive Long Rods into Metallic Targets [J]. Int J Impact Eng, 1991, 11(3): 323-340.
    [17] Anderson C E Jr, Hohler V, Walker J D, et al. Time-Resolved Penetration of Long Rods into Steel Targets [J]. Int J Impact Eng, 1995, 16(1): 1-18.
    [18] Ravid M, Bodner S R, Holcman I. A Two-Dimensional Analysis of Penetration by an Eroding Projectile [J]. Int J Impact Eng, 1994, 15(5): 587- 603.
    [19] Cullis I G, Lynch N J. Performance of Model Scale Long Rod Projectiles against Complex Targets over the Velocity Range 1700~2200 m/s [J]. Int J Impact Eng, 1995, 17: 263-274.
    [20] Grace F I. Long-Rod Penetration into Targets of Finite Thickness at Normal Impact [J]. Int J Impact Eng, 1995, 16(3): 419- 433.
  • [1] 覃悦文鹤鸣何涛 . 锥头弹丸撞击下FRP层合板的侵彻与穿透的理论研究. 高压物理学报, 2007, 21(2): 121-128 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.02.002
    [2] 孙炜海文鹤鸣 . 锥头弹丸撞击下固支金属厚靶的侵彻与穿透的理论研究. 高压物理学报, 2010, 24(2): 93-101 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.02.003
    [3] 文鹤鸣饶伟锋 . 简支圆板在平头弹丸撞击下的变形与穿透. 高压物理学报, 2005, 19(1): 51-58 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.01.010
    [4] 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
    [5] 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
    [6] 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
    [7] 高照侯海量李永清 . 破片模拟弹侵彻船用钢靶板的计算模型. 高压物理学报, 2019, 33(1): 015105-1-015105-5. doi: 10.11858/gywlxb.20180614
    [8] 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
    [9] 董永香冯顺山李砚东李学林 . 土介质对低速弹丸的抗侵彻性能实验研究. 高压物理学报, 2007, 21(4): 419-424 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.04.015
    [10] 文鹤鸣徐海斌 . 刚性弹丸撞击下岩石侵彻之理论研究. 高压物理学报, 2004, 18(4): 302-308 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.04.003
    [11] 王凤英刘迎彬刘天生胡晓艳 . 强冲击载荷下氧化铝陶瓷靶破坏过程的SPH数值模拟. 高压物理学报, 2012, 26(4): 415-420. doi: 10.11858/gywlxb.2012.04.009
    [12] 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
    [13] 孙炜海鞠桂玲陈德民杨班权 . 锥头弹丸穿透薄钢板的实验研究. 高压物理学报, 2012, 26(1): 69-75. doi: 10.11858/gywlxb.2012.01.010
    [14] 秦庆华崔天宁施前金永喜张建勋 . 孔结构金属装甲抗弹能力的数值模拟. 高压物理学报, 2018, 32(5): 055105-1-055105-9. doi: 10.11858/gywlxb.20180530
    [15] 邓云飞张伟曹宗胜宋健王清林 . 分层数对Q235钢薄板抗侵彻性能的影响. 高压物理学报, 2013, 27(4): 549-555. doi: 10.11858/gywlxb.2013.04.013
    [16] 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
    [17] 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
    [18] 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
    [19] 孙炜海鞠桂玲张超群雷冠雄 . 弹头形状对刚性动能弹丸垂直穿透钢板的影响. 高压物理学报, 2017, 31(5): 548-556. doi: 10.11858/gywlxb.2017.05.007
    [20] 潘建华文鹤鸣 . 平头弹丸正撞击下延性金属靶板的破坏模式. 高压物理学报, 2007, 21(2): 157-164 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.02.007
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1733
  • 阅读全文浏览量:  6
  • PDF下载量:  786
出版历程
  • 收稿日期:  2001-12-24
  • 录用日期:  2002-02-05
  • 刊出日期:  2002-06-05

厚金属靶在弹丸打击下的侵彻与穿透

    通讯作者: 文鹤鸣
  • 1. 中国科学技术大学材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥 230027

摘要: 给出了预测厚金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的简单分析方程。在方程的建立过程中,假定变形是局部化的、冲击能量仅由侵彻过程吸收,并进一步假定靶材料对弹丸的平均阻(压)力由两部分组成:一部分基于空穴膨胀理论由于靶材料弹-塑性变形所产生的准静态凝聚阻力;另一部分是考虑了速度效应后的动压力。推导出了预测靶侵彻深度和弹道极限的方程表达式,并与金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的实验进行了比较。理论预测与实验结果吻合得很好。

English Abstract

参考文献 (20)

目录

    /

    返回文章
    返回