剛性動能彈侵徹混凝土過載特性的數(shù)值模擬

魏 欣,陳 博,張德志,徐 暢,仵 可,隨亞光,徐海斌

(西北核技術(shù)研究所，西安710024)

鉆地彈戰(zhàn)斗部在侵徹過程中面臨的過載峰值為104～105g(1 g=9.8 m·s-2)量級的高過載環(huán)境會對侵徹戰(zhàn)斗部整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的壓力和振動效應，可能造成裝藥不穩(wěn)定或引信提前觸發(fā)。開展彈體侵徹過程中的高過載特性研究對鉆地武器戰(zhàn)斗部的設計和研究彈體的侵徹原理等都具有極為重要意義。

針對高過載特性問題，國內(nèi)外學者開展了大量的研究。在理論法和經(jīng)驗法研究方面，國外最具代表性的有水道實驗站的Bernard公式[1]、美國圣地亞實驗室的Young公式[2]和Forrestal經(jīng)驗公式[3]，3個公式均可計算彈體侵徹巖土的相關(guān)問題。Bernard公式是利用量綱分析理論建立而成；Young公式由大量的實驗數(shù)據(jù)擬合而成；Forrestal經(jīng)驗公式是基于空腔膨脹動態(tài)理論建立而成，不僅可用來預測侵徹深度，且可估計侵徹過程的時間歷程和最大減速度。國內(nèi)，張德志[4]等結(jié)合3個典型公式及實驗結(jié)果總結(jié)出高強度巖石的侵徹經(jīng)驗公式；Chen等[5]總結(jié)了剛性彈侵徹混凝土靶3個階段的模型。以上經(jīng)驗公式重點圍繞侵徹深度進行研究，對侵徹過載特性研究較少。實驗研究方面，各國已進行了大量侵徹實驗[6-11]。美國Sandia實驗室在彈體上安裝了無線電遙測加速度計，測量得到了軸向及橫向加速度。國內(nèi)一些機構(gòu)也開展了相應的試驗研究[12]。劉小虎等[13]、蔣建偉等[14]、楊超等[15]分別對動能彈侵徹混凝土、密實土壤及603裝甲鋼進行了侵徹試驗，均測量得到了質(zhì)量較高的加速度數(shù)據(jù)。……