基于LS-DYNA的杆式弹侵彻规律研究

摘要

为了研究长杆弹在超高速侵彻条件下的侵彻威力，本文基于ANSYS/LS-DYNA软件，建立了垂直侵彻素混凝土靶的数值仿真模型，在着靶速度2.0～6.0 Ma的宽速域条件内，系统分析了弹体材料、长径比、弹体锥角和头部锥角等因素对长杆弹侵彻能力的影响。通过有限元仿真对93钨合金、 G50合金钢与TA7钛合金三种材料进行对比，并研究了长径比为4～10、弹体锥角为0°～10°，以及头部锥角为30°～180°等结构参数的作用。结果表明：在超高速侵彻过程中，93钨合金在同质量同长径比条件下的侵彻效率最高，显著优于G50合金钢与TA7钛合金；弹体长径比和弹体锥角对无量纲侵彻深度的影响更显著，所研究工况范围内的最佳长径比和最佳弹体锥角分别为10和10°；弹体头部锥角是影响扩孔转变速度的关键因素，适当减小头部锥角能提高弹体的扩孔转变速度和侵彻效率，当弹体头部锥角增大至120°及以上时，侵彻深度趋于一致；在所研究的工况中，极限侵彻深度均出现在弹体着速4.5 Ma附近。本文研究结果可为超高速侵彻战斗部的材料选择与结构设计提供参考。

关键词

侵彻弹 / 长杆弹 / 宽速域 / 混凝土靶 / LS-DYNA