内凹六边形负泊松比蜂窝结构弹带挤进过程力学特性

摘要

弹丸挤进身管是一个极其短暂的过程，伴随着强冲击、高过载和高温的力学环境。在此过程中，均质黄铜弹带在阳线作用下发生弹塑性变形及损伤破坏，致使武器身管内表面挂铜现象普遍存在。随着内凹六边形负泊松比蜂窝结构的广泛运用，结合该结构优良的减载和抗冲击性能，提出了一种新型内凹六边形负泊松比蜂窝结构弹带，并建立了弹带挤进身管的有限元模型，研究了内凹六边形负泊松比蜂窝结构弹带在正装药条件下挤进身管过程中的变形模式与力学特性。研究结果表明：内凹六边形负泊松比蜂窝型结构弹带能够满足发射时的内弹道性能要求，与传统均质黄铜弹带相比，在挤进过程中弹丸运动规律无显著差异；由于内凹六边形负泊松比蜂窝结构弹带经历了线弹性、平台区和密实化3个变形阶段，弹带表层有轻微的损伤与断裂，且与身管内表面贴合较好；与常规弹带相比能够极大减小弹带挤进时的损伤耗能，损伤耗能最大值降低了76.9%。内凹六边形负泊松比蜂窝结构弹带能够减少身管内表面挂铜现象的发生，在一定程度上减少身管表面烧蚀，提高身管寿命。

关键词

弹带 / 负泊松比结构 / 挤进过程 / 身管寿命 / 有限元

基金资助

国防科技重点实验室基金项目(KY202112093); 山西省自然科学基金项目(202203021221108)