弹头形状对混凝土贯穿过程影响的数值模拟

摘要

用梁-颗粒模型BPM<'2D>对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟,给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域.梁-颗粒模型BPM<'2D>是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型.在模型中用3种类型梁单元形成混凝土数值试样,每种类型梁单元的力学性质均按Weibull分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化.基于计算结果,分析了弹头部形状对贯穿过程的影响.卵形头弹的贯穿过程是一种刺穿性模式,而平头弹是挤凿性模式.贯穿同样的靶板,平头弹的能耗高于卵形头弹,残余速度小.通过将卵形头弹的计算结果与试验数据相比较,表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题.