圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結(jié)果對(duì)比

關(guān)鍵字：LS-DYNA;聚能裝藥;破甲彈;侵徹;流固耦合

本次模擬旨在研究采用3種數(shù)值模擬方法（2D、3D單層和3D）對(duì)圓錐藥型罩所形成聚能射流對(duì)45#鋼靶的侵徹結(jié)果對(duì)比，軟件采用LS-DYNA，對(duì)比內(nèi)容包括侵徹形態(tài)、射流速度變化、侵徹孔徑和侵徹深度，三種方法均使用ALE算法，流固耦合均采用罰函數(shù)法（CTYPE=5），并采用完全相同的材料參數(shù)。

1、模型簡(jiǎn)介

計(jì)算模型及尺寸如圖1所示（省略空氣），其中殼體和靶板采用拉格朗日算法，殼體和靶板均采用45#鋼，并在材料模型種定義失效參數(shù)，炸藥、藥型罩和空氣則采用ALE算法，流體和固體之間通過*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關(guān)鍵字進(jìn)行耦合。

圖1 計(jì)算模型

2、侵徹孔道

三種方法的侵徹動(dòng)畫如圖2所示，對(duì)比侵徹動(dòng)畫發(fā)現(xiàn)三種方法所形成的侵徹孔道均有一定差異，采用全模型計(jì)算結(jié)束后鋼靶的米塞斯應(yīng)力云圖見圖3。

2D

3D單層

3D

圖2 三種計(jì)算方法的侵徹動(dòng)畫

圖3侵徹過程中鋼靶的應(yīng)力云圖

3、射流速度

聚能射流part的速度變化曲線如圖4，可以看出2D和3D兩種方法速度曲線基本一致，然而采用3D單層所形成的射流速度較2D和3D更大。

圖4 聚能射流速度變化曲線

4、鋼靶穿深和孔徑

三種模擬方法的侵徹穿深和孔徑列于下表，可以看出采用2D和3D兩種方法模擬的結(jié)果較為相近，而3D單層差異較大。

5、總結(jié)

通過比較2D、3D單層和3D三種數(shù)值模擬方法，認(rèn)為采用2D簡(jiǎn)化方式能夠較為真實(shí)地反映圓錐藥型罩的成型及對(duì)鋼靶的侵徹情況。