PELE弹丸破碎及横向扩孔效应研究

摘要

横向效应增强型侵彻体，即PELE弹丸(Penetrator with Enhanced Lateral Effi-ciency)，是一种利用弹丸壳体内芯材料性质不同将部分轴向动能转化为径向动能的新型穿甲战斗部。PELE弹丸能够在侵彻过程中产生横向扩孔效应，并与贯穿靶板后产生破碎效应，形成大量径向飞散破片。
　　本文对PELE弹丸撞击靶板并产生横向效应的过程进行了数值模拟，对横向效应的影响因素进行了考察。根据研究内容的不同，数值模拟研究分为弹丸破碎效应研究和弹丸横向扩孔效应研究两个部分。
　　弹丸破碎效应研究使用非线性动力学软件Autodyn-3D进行模拟，采用了随机失效算法和断裂软化算法以模拟弹丸壳体材料破碎过程，通过改变单一变量方法，考察了弹丸着靶参数、壳体材料断裂参数以及弹靶几何尺寸参数对于弹丸破碎效应的影响。模拟结果表明：采用随机失效算法和断裂软化能够有效地改善模拟效果；提高弹丸着速、转速和采用断裂应变较小的壳体材料，对于破碎效应有利；改变着靶角、攻角以及弹靶几何参数，对于弹丸破碎特性的影响比较复杂。
　　弹丸横向扩孔效应研究使用Autodyn-2D进行模拟，考察了弹丸着速、内芯材料参数以及弹丸壳体厚度对于弹丸扩孔直径和扩孔形状的影响。模拟结果表明：提高弹丸着速有利于形成更加规则的扩孔形状；着速一定时，内芯密度是影响扩孔直径的主要因素；弹丸壳体较薄时扩孔直径较大，同时扩孔形状比较不规则；内芯材料不同的弹丸由于膨胀特性相差较大，表现出完全不同的扩孔特点。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 PELE弹丸破碎效应研究进展

1.2 PELE弹丸横向扩孔效应研究进展

1.3 PELE弹丸破碎效应及横向扩孔效应的数值模拟研究

1.4 本文研究工作

第二章 PELE弹丸破碎过程数值模拟中材料失效模型应用研究

2.1 Mott环问题、断裂软化算法及随机失效算法

2.2 Grady层裂理论及材料抗拉强度

2.3 PELE弹丸破碎过程数值模拟中材料失效模型参数的选取

2.4 小结

第三章 PELE弹丸破碎效应影响因素研究

3.1 参照实验介绍

3.2 数值模拟方法

3.3 PELE弹丸破碎过程分析

3.4 PELE弹丸破碎效应影响因素考察

3.5 小结

第四章 PELE弹丸横向扩孔效应影响因素研究

4.1 数值模拟方法

4.2 PELE弹丸扩孔过程分析

4.3 不同材料组合PELE弹丸的扩孔特性

4.4 PELE弹丸扩孔效应影响因素考察

4.5 小结

结 束 语

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果