基于数值模拟的蜂窝钢管约束混凝土靶抗侵彻机理

摘要

多孔蜂窝钢管约束混凝土靶具有良好的抗侵彻性能和拓展性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件，采用FEM/CSCM-SPH/HJC耦合法，模拟了多孔蜂窝钢管约束混凝土靶抗硬芯枪弹侵彻过程，研究了蜂窝钢管约束混凝土靶的抗侵彻机理。结果表明：与单孔正六边形钢管约束混凝土靶和无约束混凝土靶相对比，蜂窝钢管约束混凝土优异的抗侵彻性能主要体现在隧道侵彻阶段，表现为限制弹丸头部附近混凝土的径向膨胀，增大侵彻阻力；对比单孔正六边形钢管约束混凝土靶，蜂窝钢管约束混凝土靶周边单元为钢管提供了支撑，限制了钢管壁的面外弯曲变形，强化了钢管的约束效应，即形成周边单元的附加约束作用；对比无约束混凝土靶，钢管的存在限制了蜂窝钢管约束混凝土靶被打击单元的径向膨胀，强化了被打击单元混凝土的围压效应，提高了混凝土的强度和变形性能，增大了弹丸的侵彻阻力，从而使其抗侵彻能力提高。因此，蜂窝钢管约束混凝土靶由于蜂窝钢管的侧向约束和周边单元的附加约束双重约束效应而体现出良好的抗侵彻性能。

关键词

防护结构 / 蜂窝钢管约束混凝土 / 侵彻机理 / 约束效应 / 数值模拟

基金资助

湖南省自然科学基金项目(2021JJ30776)