[發明專利]平頭空心彈低速正侵徹下薄鋼板彈道極限速度的計算方法

有效

• 申請號: 201710839599.1
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107742006B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 徐偉;陳長海;侯海量;李茂
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種平頭空心彈低速正侵徹下薄鋼板彈道極限速度的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據戰斗部和防護結構的具體情況，確定平頭空心彈體與靶板的幾何尺寸和材料參數；

步驟2，確定彈道極限速度附近靶板的變形位移場，變形位移場的表達式為：

式中：w₀為變形位移場的幅值，單位為mm；r為點到撞擊中心的距離，單位為mm；r_p為彈體的外半徑，單位為mm；a為擬合系數，單位為m^-1；

步驟3，根據彈體和靶板的變形破壞特征，計算彈體和靶板的變形能：

彈體和靶板的變形能包括彈體的塑性變形能E_pp、彈靶作用過程中的剪切沖塞能E_s、靶板的塑性變形能E_tp，所述彈體的塑性變形能E_pp包括墩粗變形和空心部分的內凹變形所消耗的能量；

所述的彈體的塑性變形能E_pp與彈體前端空心部分的質量的初始動能成正比，其表達式為：

E_pp＝0.5km_pfv₀²＝0.125kπd_n²h_pρ_pv₀² (4)

式中：m_pf為彈體前端空心部分的質量；v₀為彈體的初始速度，單位為m/s；k為比例系數，其與彈體前端壁厚h_p，靶板厚度h_t，彈體材料與靶板材料的屈服強度σ_0p和σ_0t相關；ρ_p為彈體密度，d_n為空心彈體內徑，h_p為彈體前端厚度；

步驟4，基于能量守恒原理確定平頭空心彈正侵徹下薄鋼板的彈道極限速度：

根據能量守恒原理，即彈體在侵徹靶板前的動能等于彈體侵徹靶板后彈體與沖塞塊的動能、彈體的塑性變形能E_pp、剪切沖塞能E_s、靶板的塑性變形能E_tp之和，建立關于平頭空心彈正侵徹下薄鋼板的彈道極限速度的方程式，并求解彈道極限速度。

2.根據權利要求1所述的平頭空心彈低速正侵徹下薄鋼板彈道極限速度的計算方法，其特征在于，步驟1中所述的平頭空心彈體的幾何尺寸包括彈體長度L_P，彈體內徑d_n，彈體外徑d_e，彈體前端壁厚h_p，彈體側壁厚h_c；靶板的幾何尺寸包括靶板厚度h_t；彈體的材料參數包括彈體材料的密度ρ_p，彈性模量E_p，泊松比ν_p，準靜態屈服強度σ_0p，失效應變ε_fp；靶板的材料參數包括靶板材料的ρ_t，彈性模量E_t，泊松比ν_t，準靜態屈服強度σ_0t，失效應變ε_ft。

3.根據權利要求1所述的平頭空心彈低速正侵徹下薄鋼板彈道極限速度的計算方法，其特征在于，步驟3中所述的彈靶作用過程中的剪切沖塞能E_s為：

E_s＝2πr_eτ_dth_tδ_s (5)

式中：r_e為環形剪切帶的半徑，τ_dt為靶板的動態剪切強度，h_t靶板厚度，δ_s為剪切帶寬度。