椭圆截面弹体侵彻多层混凝土靶的数值仿真

摘要

为研究椭圆截面弹体侵彻多层间隔混凝土靶的稳定性是否优于传统等截面的圆截面尖卵形弹体，采用优化后的椭圆截面弹体与对照弹（圆截面尖卵形弹体）以初速为700～1 100 m/s侵彻5层混凝土靶板，分析其过载与弹体所受的应力大小，并提取两种弹形的出靶姿态角与攻角以及速度变化作为判据。结果表明：两种弹形在各工况下的应力均未超过弹体材料的强度极限，弹体未发生弯曲变形。各工况下圆截面尖卵形弹体在Z轴方向上的侵彻过载均大于椭圆截面弹体，其峰值过载约为椭圆截面弹体的1倍。两种弹形在各个初速下，出5层靶的速度均相近。弹体初始速度为700和800 m/s时，两种弹的姿态角、攻角相近，侵彻多层混凝土靶的能力相当。初始速度为900, 1 000和1 100 m/s时，椭圆截面弹体比圆截面弹体的出靶姿态角减小63.59%，攻角减小75.29%。在900～1 100 m/s的速度下，弹体质量侵蚀率小于5%，椭圆截面弹体侵彻多层混凝土靶的稳定性优于圆截面弹体，侵彻性能较好。最后通过计算公式验证了仿真结果的准确性。

关键词

侵彻弹药 / 多层混凝土靶 / 椭圆截面弹体 / 姿态角 / 攻角