弹体材料性能对破片形成的影响

陈醇 李伟兵 王晓鸣 李文彬 刘汉鑫

陈醇, 李伟兵, 王晓鸣, 李文彬, 刘汉鑫. 弹体材料性能对破片形成的影响[J]. 高压物理学报, 2014, 28(5): 611-616. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016
引用本文: 陈醇, 李伟兵, 王晓鸣, 李文彬, 刘汉鑫. 弹体材料性能对破片形成的影响[J]. 高压物理学报, 2014, 28(5): 611-616. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016
CHEN Chun, LI Wei-Bing, WANG Xiao-Ming, LI Wen-Bin, LIU Han-Xin. Influence of Various Warhead Materials Characteristics on Fragments Forming[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(5): 611-616. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016
Citation: CHEN Chun, LI Wei-Bing, WANG Xiao-Ming, LI Wen-Bin, LIU Han-Xin. Influence of Various Warhead Materials Characteristics on Fragments Forming[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(5): 611-616. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016

弹体材料性能对破片形成的影响

doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016
基金项目: 国家自然科学基金(11202103);南京理工大学紫金之星培养基金(2013ZJ-0201)
详细信息
    作者简介:

    陈醇(1989—), 男, 硕士, 主要从事弹体材料与高能炸药装药匹配技术研究.E-mail:saver120@163.com

    通讯作者:

    李伟兵(1982—),男,博士,副教授,主要从事弹丸的终点效应与目标毁伤技术研究.E-mail: njustlwb@163.com

  • 中图分类号: O389; TJ410.3

Influence of Various Warhead Materials Characteristics on Fragments Forming

  • 摘要: 为了获得弹体材料性能对破片形成的影响规律,应用破片战斗部设计软件,数值计算了82钢、50SiMnVB钢、40CrMnSiB钢及30CrMnSiNi2A钢等4种材料形成破片的情况,得到了4种材料形成的破片的飞散角、初速及质量分布的变化规律,并进行了破片质量分布的实验研究。结果表明,不同合金钢材料对形成的破片飞散角与初速的影响不大, 且沿弹体轴向方向的变化规律相同,其中破片飞散角沿弹轴方向先减小后增大,破片的最大初速出现在距起爆点约72.5%圆筒长度处;但是对破片质量分布情况的影响较大,随着材料极限抗拉强度的增加和断裂韧性的降低,弹体破碎程度升高,总破片数增加了39.3%。

     

  • 图  模型结构图

    Figure  1.  Model structure

    图  破片飞散角、初速沿弹轴方向的变化规律曲线

    (a) Fragments scattering angle (b) Fragment initial velocity

    Figure  2.  Change curve of fragments scattering angle and initial velocity along axial direction

    图  4种材料形成的破片总数及1 g以上破片的数量

    Figure  3.  Total number of fragments formed by 4 kinds of material and the number of fragments over 1 g

    图  实验布置示意图

    Figure  4.  Experimental layout sketch

    图  实验现场布置

    Figure  5.  Experimental site layout

    图  破片质量分组

    (a) 82 steel (b) 50SiMnVB (c) 40CrMnSiB (d) 30CrMnSiNi2A

    Figure  6.  Fragment grouping on mass distribution

    图  实验获得的破片质量分布

    Figure  7.  Experimental results of fragment mass distribution

    图  破片质量分布数值计算与实验结果的对比

    Figure  8.  Comparison between numerical calculation and experimental results of fragment mass distribution

    表  1  材料性能参数

    Table  1.   Material characteristic parameters

    No. Material Explosive
    type
    ρ0/
    (g/cm3)
    Ultimate tensile
    strength/(MPa)
    Young's modulus
    /(GPa)
    Fracture
    toughness
    Heat treatment
    1 82 steel Jo-8 7.84 960 210 91 Quench and Temper
    2 50SiMnVB Jo-8 7.86 1 190 209 51 Normalize+Quench+Temper
    3 40CrMnSiB Jo-8 7.87 1 250 193 64 Normalize+Quench+Temper
    4 30CrMnSiNi2A Jo-8 7.85 1 650 210 61[5] Normalize+Quench+Temper
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  • 收稿日期:  2013-07-01
  • 修回日期:  2013-08-14

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