大长细比结构弹体侵彻硬目标的五种结构破坏模式

摘要

本文以大长细比结构侵彻弹体为研究对象,利用ψ57轻气炮进行了直径1.4cm、无量纲壁厚0.1和0.15、长细比为8和12、头部系数为3和4.5的卵形空心弹体对2024-O铝靶的侵彻实验研究,利用高速摄影系统记录了弹体撞靶过程,观察到大长细比弹体垂直撞击硬目标过程中的局部墩粗、塑性屈曲两种结构破坏模式,以及斜侵彻过程中的整体塑性弯曲、弯曲与墩粗耦合、弯曲与屈曲耦合三种结构破坏模式和实时动力学响应过程。基于对指数硬化材料的空腔膨胀理论建立了弹体垂直侵彻模型,给出了在轴向及横向载荷交互作用下计算刚塑性自由梁危险截面屈服函数的控制方程、以及结构弹体不同破坏模式的力学条件,计算值与实验结果吻合较好。