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扭转集束钨丝复合材料穿甲弹侵彻机理的研究

康宗维  
【摘要】: 穿甲问题的研究具有重要的军事应用背景,一直都受到国内外学者的广泛重视。本文以LS-DYNA显示动力分析程序为工具,开展材料结构分析、模型建立和终点弹道仿真计算的系统研究,以期率先获得扭转集束钨丝复合材料穿甲弹的侵彻机理,为设计新型穿甲弹提供有实用价值的研究成果。 本文基于LS-DYNA显示动力分析程序开展仿真计算,得到了侵彻过程有关的物理图像,并对计算结果进行了详细的对比分析和讨论。 (1)针对本文中复合材料结构特征,分别对各金属相建模和划分网格,并在接触算法上对弹体材料和靶材料定义适合侵彻问题的接触算法。钨丝扭转处理时,论述材料扭转后加工硬化对材料力学性能的影响,并提出在数值计算中,沿径向分层设置材料参数来解决加工硬化的方法。 (2)基于ANSYS前处理模块,对复合材料中的钨丝和金属铜或金属玻璃粘接相(基体)分别定义材料类型和划分网格,并将两者接触界面定义为侵蚀接触和固连接触。数值计算的材料本构模型采用J-C模型,仿真计算给出了复合材料弹芯侵彻钢靶过程的应力分布图,阐述了其侵彻中材料的失效形式。 (3)在相同的侵彻条件下,将钨合金弹芯的侵彻计算结果作为比照标准,对比分析表明金属玻璃基扭转集束钨丝穿甲弹的侵彻效能最好,其他结果还表明扭转的处理方法能有效提高弹体抗散开性。 本文以有限元仿真计算为依托,论述了扭转集束钨丝穿甲弹的侵彻机理,模拟计算得到的结果同国内外相关实验有良好的一致性。


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