1、項目背景

         彈體對防護體的侵徹屬于高速沖擊碰撞的動態侵人問題，分析過程涉及侵入深度和侵入過程中的受力情況、速度和加速變化等問題。目前主要以實驗研究為主, 輔之以近似條件下的解析方法和數值方法。現代數值計算方法主要是有限元, 有限差分, 離散元等方法。

        研究表明，彈體體侵徹有限厚靶板的過程是一個復雜的物理過程，侵徹瞬態過程伴隨著幾何非線性、材料非線性和接觸非線性。本文利用LS-DYNA 顯式求解器對侵徹過程進行數值模擬, 可以清晰地了解該物理過程，為侵徹分析提供更直觀和全面的數據。

2、模型假設

          本課題的重點是對比分析不同攻角對侵徹體侵徹能力的影響，所以為了提升計算效率,本課題對仿真模型做如下假設：

①侵徹體和靶板為均勻連續介質；

② 忽略一切熱效應, 包括由摩擦所產生的熱, 由于變形或摩擦熱對材料性能的影響, 和它們引起的相變;

③根據對稱性，采用1/2模型求解計算；

④忽略空氣阻力, 不考慮重力作用；

⑤忽略靶板的剛體運動, 侵徹體和靶板的初始應力為零。

3、仿真建模：

①材料定義：

忽略不同材質對分析結果的影響，模型采用簡化的理想塑性材料MAT3，具體參數如下：

材質	密度	彈性模量	泊松比	屈服強度	失效塑性變形
靶	7.896	2.08	0.279	0.01	0.8
彈體	17.92	1.18	0.218	0.0179	0.8

②網格控制：

計算模型的網格劃分采用Langrange 法。模型單元類型均采用SOLID單元 , 網格單元形狀為八結點六面體，為了提高計算精度，在靶板與彈丸的直接作用區域加密局部網格。對于有限元分析，單元質量和尺寸直接影響到計算結果的精度和效率，通過控制最小單元Size ，控制模型的計算效率。

③施加載荷與約束：

為了探討攻角對伸出體侵徹性能的影響, 在初始侵徹速度為1200m/ s 的條件下, 改變侵徹體的侵徹攻角, 分別對攻角為15，30 , 45 , 60 ,的情況進行了數值模擬。

4 計算結果：

圖顯示了不同侵入角下的瞬態變形過程，可以看出侵角對沖擊效果影響明顯。在本文的分析條件下，較小侵入角的侵入角表現出更大的穿透力。圖顯示了侵入過程，彈體動能的變化，由圖也可以看出，小角度時動能減少的最快，大角度時動能損失的最小。

5 分析討論：

        有攻角的侵徹體侵徹有限厚靶板的過程是一個較為復雜的過程, 利用LS-DYNA 對侵徹過程進行數值模擬, 可以清晰地了解該物理過程, 通過分析侵徹體撞靶后剩余動能隨時間的變化規律，表明攻角對侵徹響應有顯著的影響。后續對侵徹速度、材質、侵徹體頭部形狀做進一步詳細研究。LS-DYNA數值仿真，為復雜的侵徹分析提供了高效的工具。