钨合金破片侵彻防弹插板和明胶复合机理研究

摘要

为研究破片穿透防弹插板后对人体靶标的钝击与侵彻耦合杀伤机理，开展了钨合金破片侵彻有防护明胶靶标试验，获得了钨合金破片穿透NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板后对明胶靶标造成的损伤特征、破坏规律及破片能量传递关系。建立破片侵彻有防护明胶的数值分析模型，获得破片的速度变化情况、防护后明胶靶标内压力、应力及应力波变化等终点效应特征量。试验及数值仿真结果表明：破片穿透防护所需动能随破片质量增加而减少，破片穿透防弹插板的能量传递率随质量增加而增大。破片速度由1 030 m/s增加到1 157 m/s,钝击凹陷最大直径增加了约30%,钝击凹陷最大深度增加了约65%,而明胶靶标的瞬时空腔最大直径减少了约40%。破片侵彻过程中，越靠近破片侵彻位置明胶应力越大，等效应变场均呈环形分布。破片未击穿防弹插板时，应力波在明胶中以球面波形式传播，破片与明胶接触的过程中，存在持续的应力波输出，并与达到明胶边界的反射波叠加，影响明胶内部压力变化。