运动状态下聚能战斗部侵彻披挂反应装甲靶板的数值模拟

吴鹏 李如江 雷伟 阮光光 聂鹏松 石军磊 于金升 周杰

吴鹏, 李如江, 雷伟, 阮光光, 聂鹏松, 石军磊, 于金升, 周杰. 运动状态下聚能战斗部侵彻披挂反应装甲靶板的数值模拟[J]. 高压物理学报, 2018, 32(2): 025107. doi: 10.11858/gywlxb.20170604
引用本文: 吴鹏, 李如江, 雷伟, 阮光光, 聂鹏松, 石军磊, 于金升, 周杰. 运动状态下聚能战斗部侵彻披挂反应装甲靶板的数值模拟[J]. 高压物理学报, 2018, 32(2): 025107. doi: 10.11858/gywlxb.20170604
WU Peng, LI Rujiang, LEI Wei, RUAN Guangguang, NIE Pengsong, SHI Junlei, YU Jinsheng, ZHOU Jie. Numerical Simulation of Shaped Warhead Penetrating the Target with Reactive Armor in Motion State[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(2): 025107. doi: 10.11858/gywlxb.20170604
Citation: WU Peng, LI Rujiang, LEI Wei, RUAN Guangguang, NIE Pengsong, SHI Junlei, YU Jinsheng, ZHOU Jie. Numerical Simulation of Shaped Warhead Penetrating the Target with Reactive Armor in Motion State[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(2): 025107. doi: 10.11858/gywlxb.20170604

运动状态下聚能战斗部侵彻披挂反应装甲靶板的数值模拟

doi: 10.11858/gywlxb.20170604
基金项目: 

国家自然科学基金 11572292

详细信息
    作者简介:

    吴鹏(1991—), 男,硕士研究生,主要从事破甲及武器防护研究.E-mail:18234140962@163.com

    通讯作者:

    李如江(1978—), 男,博士,副教授,主要从事高效毁伤和防护技术研究. E-mail:liru7841@mail.ustc.edu.cn

  • 中图分类号: O389;TJ41

Numerical Simulation of Shaped Warhead Penetrating the Target with Reactive Armor in Motion State

  • 摘要: 运用LS-DYNA有限元程序模拟了不同横向飞行速度(150、200、300、400、500 m/s)和侵彻角度(30°、45°、60°)情况下聚能战斗部对披挂反应装甲后效靶板的侵彻过程,讨论了射流所受干扰情况及其对后效靶板的侵彻结果。研究结果表明:当侵彻角度一定时,射流对靶板表面的切割长度随速度的增大而增大,且在侵彻角度为30°时增大速率最快;但射流侵彻深度随速度的增大而减小,且在侵彻角度为60°时减小速率最慢。当飞行速度一定时,射流对靶板表面的切割长度和侵彻深度均随侵彻角度的增大而减小,且表面切割长度降幅随速度的增大呈先增大后减小的趋势,在速度为300 m/s时,降幅最大,为59.6%;而侵彻深度降幅随速度的增大呈先减小后增大的趋势,在速度为350 m/s时,降幅最小,为39.3%。最后通过理论方法分析了数值模拟结果,论证了数值模拟方法的正确性。

     

  • 图  数值计算模型

    Figure  1.  Numerical calculation model

    图  K文件中运动速度的设置

    Figure  2.  Setting the speed of movement in K file

    图  射流头部断裂时刻曲线

    Figure  3.  Fracture of the jet head

    图  射流中后部断裂时刻曲线

    Figure  4.  Fracture of middle and rear of the jet

    图  飞板干扰射流计算模型

    Figure  5.  Calculation model of flying plates disturbing jet

    图  射流对后效靶板的压力云图

    Figure  6.  Pressure nephograms of jet on witness target

    图  后效靶板表面切割长度随飞行速度的变化

    Figure  7.  Variation of target surface's cutting length with the velocity

    图  后效靶板侵彻深度随飞行速度的变化

    Figure  8.  Variation of target's penetration depth with the velocity

    图  表面切割长度降幅随飞行速度变化曲线

    Figure  9.  Variation of surface's cutting length drop with the velocity

    图  10  穿深降幅随飞行速度变化曲线

    Figure  10.  Variation of penetration depth drop with the velocity

    表  1  紫铜和45钢的材料参数[5]

    Table  1.   Material parameters of copper and 45 steel[5]

    Material ρ/(g·cm-3) E/GPa AJ-C/MPa BJ-C/MPa μ C n m
    Copper 8.96 124 300 100 0.34 0.025 0.31 1.09
    45 steel 7.83 200 792 510 0.34 0.014 0.26 1.09
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    表  2  主装药材料参数[6]

    Table  2.   Material parameters of main explosive[6]

    ρ/(g·cm-3) AJWL/GPa BJWL/GPa D/(km·s-1) R1 R2 ω
    1.787 581.4 6.801 8.39 4.1 1.0 0.35
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    表  3  夹层炸药材料参数[7]

    Table  3.   Material parameters of confined explosive[7]

    pCJ/GPa G1/(μs·GPa-1) I/μs-1 λig, max/(m·s-1) λG2, max y z g ρ/(g·cm-3) G2/(μs·GPa-1) D/(km·s-1) λG1, max/(m·s-1) a b c d
    27 310 4.4×1011 0.3 0 1.0 2.0 1.0 1.72 4.0×104 6.93 0.5 0 0.667 0.667 0.111
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    表  4  射流断裂时间

    Table  4.   Fracture time of each part of the jet

    Velocity/(m·s-1) thead/μs tmid/μs
    α=30° α=45° α=60° α=30° α=45° α=60°
    0 86 79 74 217 196 154
    150 81 77 72 183 167 140
    200 79 77 71 181 159 134
    300 78 76 68 177 151 122
    400 77 70 67 161 132 113
    500 71 68 65 158 130 107
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    表  5  射流侵彻靶板的模拟结果

    Table  5.   Simulation results of jet penetrating target

    Velocity/(m·s-1) L/mm P/mm
    α=30° α=45° α=60° α=30° α=45° α=60°
    150 35.5 25.5 24.5 100.0 91.8 51.1
    200 47.4 33.7 25.0 89.5 84.5 50.7
    300 71.0 46.2 28.7 83.6 80.6 50.4
    400 82.0 47.5 40.0 81.3 74.7 49.2
    500 99.5 49.3 48.6 77.2 68.2 44.9
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-28
  • 修回日期:  2017-08-05

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