旋转弹侵彻钢板的数值模拟(5)

旋转弹侵彻钢板的分析

在侵彻过程中，伴随着质量损失，通过弹体的动能和速度，由动能定理可计算出弹体任一时刻的剩余质量，表4为不同转速弹体侵彻结束后弹体质量损失情况。对于弹塑性弹体，其动能大小主要取决于其速度和质量，图9为不同转速弹体动能损失曲线，从图中可以看出，在初始速度相同但转速不同时，弹体的动能变化曲线不同，在一定程度上，转速导致弹体的动能损失更大。

图9 不同转速弹体动能损失曲线

表4 不同转速弹体侵彻结束后质量损失情况

不同转速 无

50000转100000转

转/min /min /min

剩余质量 29 30.25 29.6 30.27 质量损失率 16.43% 15.19% 17.02% 15.14%

5旋转弹斜侵彻靶体的仿真分析

侵彻的几何模型如图2所示，其材料参数和上面相同，靶板与弹体轴线成50°夹角。弹体初速为1000m/s，与Y轴平行指向负方向，靶板采用固定约束，分别对转速为无、10000/min、

20000

转/min、50000转/min四种情况进行仿真，分析斜侵彻时转速的影响。图为无转速情况下弹体斜侵彻过程，整个穿甲侵彻过程用时112us，刚开始碰撞阶段，弹体头部受力不均匀，且应力大于弹体的屈服极限，导致头部发生塑性变形，变形部分向应力较小的地方流动，如图10前面两图所示。随着侵彻的进行，因受力不均引起的偏转较为明显，但是由于塑性流动使破碎弹体累积，导致受力方向发生改变，弹体偏转方向发生改变，如图10后面两图所示。

15us 45us

75us 117us 图10为无转速情况下弹体斜侵彻过程

图11和图12分别为不同转速情况下弹体的速度和加速度时程曲线，可见转速对侵彻过程的影响不大，速度和加速曲线变化规律相似。在开始阶段由于接触面积小，所示阻力较小，弹体速度曲线斜率较小。随

着侵彻的继续，弹体头部发生塑性变形导致头部变钝，导致所受阻力变大，加速度载荷变大，相应的速度下降曲线斜率增大。在加速度载荷达到第一个峰值后，由于弹体发生向相反方向偏转，加速度载荷又达到另一个峰值。但是，从图中也可以看出，旋转弹体的剩余速度要小于无转速弹体的剩余速度，而经过过滤后的加速度曲线中，无转速弹体的加速度载荷相对较小，说明旋转对弹体的侵彻性能有一定的影响。

图11不同转速弹体速度时程曲线

图12不同转速弹体加速度时程曲线

当弹体与靶板存在一定夹角时，在侵彻过程中弹

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