动能杆侵彻目标靶毁伤效果研究

王迎春 王洁 杜安利 牛天林

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[J]. 高压物理学报, 2014, 28(2): 197-201. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010
引用本文: 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[J]. 高压物理学报, 2014, 28(2): 197-201. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010
WANG Ying-Chun, WANG Jie, DU An-Li, NIU Tian-Lin. Research of Damage Indexes of KE-Rod Penetration on Target[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(2): 197-201. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010
Citation: WANG Ying-Chun, WANG Jie, DU An-Li, NIU Tian-Lin. Research of Damage Indexes of KE-Rod Penetration on Target[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(2): 197-201. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010

动能杆侵彻目标靶毁伤效果研究

doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.010
基金项目: 航空科学基金(20120196006)
详细信息
    作者简介:

    王迎春(1986—), 男,博士研究生,主要从事防空反导武器发射系统总体与仿真研究.E-mail:wyc1986@163.com

  • 中图分类号: O347;TJ410.3

Research of Damage Indexes of KE-Rod Penetration on Target

  • 摘要: 针对动能杆侵彻目标靶的毁伤评估问题,从有限元角度出发,在数值模拟的基础上,提出了单根动能杆的毁伤指数计算模型; 以不同杆体角(从-60°到90°以30°递增)和速度角(从0°到75°以15°递增)对靶板进行侵彻仿真,得到了多种情况下动能杆的毁伤指数和分布规律。一般情况下,毁伤指数随速度角的增加而增大,但当速度角为30°或60°时,速度角和杆体角一致时毁伤指数最大,并针对此种情况进行了分析。将动能杆垂直侵彻靶板的仿真结果与经验公式的计算结果进行了对比,二者相差4.06%,证实该仿真方法是可行的。

     

  • 图  动能杆碰撞目标的空间位置示意图

    Figure  1.  Position sketch of KE-Rod hitting the target

    图  动能杆侵彻靶板模型

    Figure  2.  Model of KE-Rod penetrating the target

    图  不同碰撞角度下的侵彻仿真结果(α=30°, v=1 800 m/s)

    Figure  3.  Simulation results of penetration with different collision angles (α=30°, v=1 800 m/s)

    图  动能杆的毁伤指数对比图

    Figure  4.  Comparison of damage indexs of different KE-Rods

    图  侵彻仿真结果(v=1 800 m/s,α=60°)

    Figure  6.  Simulation results of penetration(v=1 800 m/s, α=60°)

    图  侵彻仿真结果(v=1 800 m/s,α=0°)

    Figure  7.  Simulation results of penetration(v=1 800 m/s, α=0°)

    图  动能杆在轴线和速度方向上的投影面积

    Figure  5.  Projected area of KE-Rod in axial and speed direction

    表  1  93W和4340钢的材料参数[6-10]

    Table  1.   Material model parameters of 93W and 4340 steel[6-10]

    Material ρ/(g/cm3) A/(GPa) B/(GPa) n C m D1 D2 D3 D4 D5
    93 W 17.6 1.506 0.177 0.12 0.016 1.00 0.16 3.13 -2.04 0.007 0.37
    4340 steel 7.83 1.189 0.765 0.26 0.014 1.03 0.05 3.44 -212 0.002 0.61
    下载: 导出CSV

    表  2  93W和4340钢的状态方程参数[6-10]

    Table  2.   EOS parameters of 93W and 4340 steel[6-10]

    Material C/(m/s) S1 γ0 a
    93 W 0.385 1.44 1.58 -
    4340 steel 0.457 8 1.33 1.67 0.47
    下载: 导出CSV
  • [1] Anderson C E Jr, Walker J D, Bless S J, et al. On the L/D effect for long-rod penetrators[J]. Int J Impact Eng, 1996, 18(3): 247-264. doi: 10.1016/0734-743X(95)00028-9
    [2] Chocron S, Anderson C E Jr, Walker J D, et al. A unified model for long-rod penetration in multiple metallic plates[J]. Int J Impact Eng, 2003, 28(4): 391-411. doi: 10.1016/S0734-743X(02)00069-6
    [3] Johnson G R, Cook W H. Lagrangian EPIC code computations for oblique, yawed-rod impacts onto thin-plate and spaced-plate targets at various velocities[J]. Int J Impact Eng, 1993, 14(1): 373-383.
    [4] Gee D J, Littlefield D L. Yaw impact of rod projectiles[J]. Int J Impact Eng, 2001, 26(1): 211-220. http://www.researchgate.net/publication/222983774_Yaw_impact_of_rod_projectiles_Int_J_Impact_Eng
    [5] Chen X W, Li Q M. Transition from nondeformable projectile penetration to semihydrodynamic penetration[J]. J Eng Mech, 2004, 130(1): 123-127. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:1(123)
    [6] Johnson G R, Cook W H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures[C]//Proceedings of 7th International Symposium on Ballistics. Hague, Netherlands, 1983, 21: 541-547.
    [7] 高光发, 李永池, 刘卫国, 等.长杆弹截面形状对垂直侵彻深度的影响[J].兵器材料科学与工程, 2011, 34(3): 5-8.

    Gao G F, Li Y C, Liu W G, et al. Influence of the cross-section shapes of long rod projectile on the vertical penetration depth[J]. Ordnance Material Science and Engineering, 2011, 34(3): 5-8.
    [8] Partom Y, Yaziv D. Penetration of L/D=10 and 20 tungsten alloy projectiles into RHA targets[J]. High Pressure Science and Technology-1993, 1994, 309(1): 1801-1804.
    [9] Johnson G R, Cook W H. Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures and pressures[J]. Eng Fract Mech, 1985, 21(1): 31-48. doi: 10.1016/0013-7944(85)90052-9
    [10] 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. doi: 10.1016/0734-743X(94)E0030-Y
  • 加载中
图(7) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  7202
  • HTML全文浏览量:  2170
  • PDF下载量:  341
出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-26
  • 修回日期:  2013-02-27

目录

    /

    返回文章
    返回