陶瓷破片侵彻钛合金薄靶实验及数值模拟研究

摘要

为了研究非金属陶瓷破片对钛合金薄靶的侵彻效能,采用弹道冲击实验与有限元数值模拟相结合的方法,开展了破片直径和着靶角度对靶板破坏形态及弹道极限的影响研究.结果表明:在弹道极限情况下,陶瓷破片对钛合金薄靶的侵彻形态主要分为瓣裂穿孔和冲塞穿孔.其中,钛合金靶厚度为0.5~0.8 mm时,靶板的破坏形式主要以瓣裂穿孔为主,靶板厚度为1.0~1.5 mm时,对靶板的破坏形式为瓣裂穿孔和冲塞穿孔2种方式的耦合状态,靶板厚度为2.0 mm时,靶板的破坏方式为冲塞穿孔.随着破片直径的增大,陶瓷破片对靶板的弹道极限(V50)逐渐减小,靶板背面造成的盘式隆起越明显.同时,随着陶瓷破片着角的增加,侵彻靶板的V50也随之增加,当着角大于75°时,破片发生跳飞现象.研究结论对于反卫星武器战斗部威力设计具有重要意义.