本次模擬旨在研究采用3種數值模擬方法（2D、3D單層和3D）對圓錐藥型罩所形成聚能射流對45#鋼靶的侵徹結果對比，軟件采用LS-DYNA，對比內容包括侵徹形態、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法（CTYPE=5），并采用完全相同的材料參數。

1、模型簡介

計算模型及尺寸如圖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，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關鍵字進行耦合。

圖1 計算模型

2、侵徹孔道

三種方法的侵徹動畫如圖2所示，對比侵徹動畫發現三種方法所形成的侵徹孔道均有一定差異，采用全模型計算結束后鋼靶的米塞斯應力云圖見圖3。

圖2 三種計算方法的侵徹動畫

圖3侵徹過程中鋼靶的應力云圖

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兩種方法模擬的結果較為相近，而3D單層差異較大。

	2D	3D單層	3D
穿深/mm	70.3	50.8	70.1
孔徑/mm	54.1	70.4	54.6

5、總結

通過比較2D、3D單層和3D三種數值模擬方法，認為采用2D簡化方式能夠較為真實地反映圓錐藥型罩的成型及對鋼靶的侵徹情況。

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