金屬靶板
關注創(chuàng)建者：wéi微微笑 創(chuàng)建時間：2022-10-27
金屬靶板的實例教程
預制破片沖擊金屬靶板 ￥500
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2009-4-3
心血來潮做了一個混凝土封閉結構內爆炸破壞效應的算例 炸藥采用SPH粒子（可以看到爆轟產物的膨脹），混凝土結構采用拉氏網格 ，為看清里面到底發(fā)生了什么，建1/2模型，呵呵
長桿彈侵徹復合靶板案例 ￥60
長桿彈侵徹復合型靶板是近年來沖擊動力學與防護工程技術等相關領域研究的重點與熱點問題。在彈靶作用過程中，常常涉及材料的大變形及損傷失效等復雜力學過程，在數值仿真中常存在諸多問題。下面針對一些常見論文中出現(xiàn)的典型靶板結構，基于ls-dyna求解器進行彈靶作用過程的技術可行性驗證。
1 模型介紹與結果展示
柱形長桿狀彈丸侵徹陶瓷/金屬/纖維層合板復合靶板。為有效縮短模型計算時長，達到小模型驗證技術可行性的目的。采用四分之一模型，整個模型最小網格約為0.4cm。求解的自動時間增量與單元最小尺寸相關，網格尺寸越大，計算效率越高，如計算實際工程模型時此處網格尺寸可能不具備參考價值，但本例主要是對彈丸侵徹復合靶板的技術可行性驗證進行討論，不對單元尺寸對計算精度的影響做過多分析。
1.1 模型介紹
彈丸長10cm，半徑4cm；靶板長、寬均為25cm，陶瓷厚3cm，金屬鋁板厚3cm，纖維層合板總厚度也為3cm，分為三層，每一層由兩層單元組成。靶板僅中心區(qū)域進行加密。模型如下圖所示。
經典的有限單元法針對大變形和單元刪除問題的計算雖有一定的局限性，但計算效率高。并且將此模型完全理解，如想進一步采用粒子法進行相應問題的求解僅需更改相關的粒子法關鍵字即可。
本例改進后將彈丸、陶瓷及金屬靶板中心區(qū)域采用SPH粒子，其它與原模型一致。模型如下圖所示。
1.2 邊界條件
彈丸侵徹速度1500 m/s。模型做四分之一邊界約束。僅纖維層合板邊角做鉸支約束，陶瓷和金屬板采用界面力的方式粘接在層合板上。
展開 較之典型的傳爆結構，該結構的形態(tài)明顯經過簡化，如果直接將其處理為金屬（鋁/鋼）團塊，并通過固連接觸分別與彈體和引信直接連接，會導致局部結構剛度的異常升高，并改變彈體結構傳力路徑。在本輪模型調試中，在模型處理時將其移除，并替換為一組總質量為384.1g的集中質量單元，均勻分布于原金屬團塊的占位孔四周。
圖5 傳爆結構占位
4. 引信基座、引信殼體及引信內部的接觸關系處理原則
對參與模型內部軸向傳載的不可分離接觸面，使用綁定接觸進行處理，以保證彈體結構軸向剛度的準確性；對不參與軸向傳載，且可進行切向滑移的接觸面，不作額外的接觸處理，以防止引入不存在的扭轉及抗彎剛度。
1. 工況1仿真結果
工況1的計算模型如圖6所示。
圖6 工況1-多層金屬靶板侵徹計算模型
圖7-1，圖7-2，圖7-3及圖7-3分別給出了彈體結構在各個時刻擊穿鋼制靶板的瞬間形態(tài)。圖8則給出了彈體結構在擊穿第一層鋼靶板時刻的局部放大視圖。
圖7-1 侵徹歷程
圖7-2 侵徹歷程
圖7-3 侵徹歷程
圖7-4 侵徹歷程
圖7-5 侵徹歷程
圖8 彈體-鋼靶板侵徹過程局部放大視圖
提取引信位置的過載曲線，如圖9所示。可以檢測到非常明顯的過載峰值信號。信號幅值最大約為22000g，常規(guī)狀態(tài)下四組過靶信號的幅值亦超過了17500g。可以以該g值，作為穿層計數的依據。
圖9 工況1引信過載信號
圖10 工況2引信過載信號 2000Hz閾值低通濾波
2. 工況2仿真結果
工況2與工況1的計算模型較為相似，其區(qū)別主要在于鋼制靶板的靶板間距發(fā)生了變化。在建模過程中預設的總計算時間亦與工況1有所不同。縮短的鋼制靶板間距將極大地影響彈體內引信結構處的結構過載響應。
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圖6 工況1-多層金屬靶板侵徹計算模型
圖7-1，圖7-2，圖7-3及圖7-3分別給出了彈體結構在各個時刻擊穿鋼制靶板的瞬間形態(tài)。圖8則給出了彈體結構在擊穿第一層鋼靶板時刻的局部放大視圖。
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