破甲彈
關(guān)注創(chuàng)建者：USim 創(chuàng)建時間：2021-03-31
破甲彈的實例教程
1，項目描述
在軍工領(lǐng)域中，射流及破甲彈等應(yīng)用較多，對裝甲目標的毀傷效果強。
破甲彈 HEAT（High-Explosive Anti-Tank）破甲彈又稱空心裝藥破甲彈，是以聚能裝藥爆炸后形成的金屬射流穿透裝甲的炸彈。也稱聚能裝藥破甲彈，是反坦克的主要彈種之一。
破甲彈穿透裝甲的方式是通過化學能彈來完成的，HEAT彈戰(zhàn)斗部的金屬殼體可以在發(fā)射后，通過錐形裝藥的聚能原理將高溫高壓的金屬射流聚焦成一條線，使得內(nèi)部壓力集中于一點并穿透敵方裝甲，已達到殺傷敵方坦克內(nèi)部乘員、破壞武器裝備的效果。理論上破甲彈可以擊穿五倍于自身金屬墊口徑的均質(zhì)裝甲。破甲彈是基于門羅效應(yīng)開發(fā)的化學能反裝甲彈種，將錐型中空的裝藥 （常見藥型還有半球型、喇叭型等） 在距離裝甲板一定高度的位置起爆，以聚焦的高溫高速射流擊穿裝甲板并對人員器材進行殺傷，因此也常稱為錐型裝藥、成型裝藥、中空裝藥、聚能裝藥。通過合理設(shè)計裝藥形狀和炸高（理論上的理想炸高為直徑五倍）并加裝金屬藥型罩，現(xiàn)代破甲彈的靜破甲深度通常可達藥型罩直徑的五倍以上，破深隨藥型罩直徑增大有所提高，但藥型罩直徑大于150mm時破深提高不明顯。
現(xiàn)代一些破深超過1000mm的反坦克導(dǎo)彈應(yīng)用的是串聯(lián)破甲戰(zhàn)斗部，對爆炸反應(yīng)裝甲有較好效果。
對于破甲彈的2D模擬市場上較多，但是對于3D三維模擬，由于難度較大，對LSDYNA軟件的應(yīng)用技術(shù)和能力提出一定的要求，本文正對三維射流破甲彈的成型進行講解。
2，幾何模型
幾何模型包括空氣、B炸藥、銅射流。首先利用workbench的dm模塊建立空氣、B炸藥、銅射流的幾何模型，注意的是三個模型要放入一個part下，以保證他們之間可以形成共節(jié)點的有限元模型。模型如下圖所示，采用1/4模型。
3，材料
空氣采用null本構(gòu)及GRUNEISEN狀態(tài)方程。
展開 圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結(jié)果對比
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）對圓錐藥型罩所形成聚能射流對45#鋼靶的侵徹結(jié)果對比，軟件采用LS-DYNA，對比內(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(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(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 三種計算方法的侵徹動畫
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。
展開 應(yīng)用領(lǐng)域航空航天、制造業(yè)：沖壓、鍛造、鑄造、切割；市政工程：地震安全、混凝土結(jié)構(gòu)、爆破拆除、公路橋梁設(shè)計；國防：內(nèi)彈道和終點彈道、裝甲和反裝甲系統(tǒng)、穿 甲 彈與破甲彈設(shè)計、戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計、沖擊波傳播、侵徹與開坑、空氣，水與土壤中爆炸、核廢料容器設(shè)計等；
電子領(lǐng)域：跌落分析、包裝設(shè)計、熱分析、電子封裝；石油工業(yè)：液體晃動、完井射孔、管道設(shè)計、爆炸切割、事故模擬、海上平臺設(shè)計 官網(wǎng)
www.lstc.com
4、Star-CD
簡介
STAR-CD最初是由流體力學鼻祖-英國帝國理工大學計算流體力學領(lǐng)域的專家教授開發(fā)的，他們根據(jù)傳統(tǒng)傳熱基礎(chǔ)理論，合作開發(fā)了基于有限體積算法的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格計算程序。網(wǎng)格生成工具軟件包Proam軟件利用“單元修整技術(shù) ”核心技術(shù)，使得各種復(fù)雜形狀幾何體能夠簡單快速地生成網(wǎng)格。STAR-CD的解析對象涵蓋基礎(chǔ)熱流解析，導(dǎo)熱、對流、輻射（包含太陽輻射）熱問題，多相流問題，化學反應(yīng)/燃燒問題，旋轉(zhuǎn)機械問題，流動噪音問題等。 應(yīng)用領(lǐng)域高速鐵路、汽車開發(fā)設(shè)計、低排放內(nèi)燃機、能源化工、動力機械、船舶設(shè)計、家電電子、飛行器設(shè)計、空間技術(shù) 官網(wǎng)
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5、Phoenics
簡介
PHOENICS是 Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 幾個字母的縮寫，這意味著只要有流動和傳熱都可以使用PHOENICS來模擬計算。是世界上第一套計算流體與計算傳熱學商業(yè)軟件。
展開 主要應(yīng)用領(lǐng)域：
汽車工業(yè)
碰撞分析、乘員約束系統(tǒng)及氣囊設(shè)計、乘客被動安全、部件加工 、輪胎在積水路面排水性和動平衡分析
國防與軍工
內(nèi)彈道及終點彈道效應(yīng)、侵徹與開坑、裝甲和反裝甲系統(tǒng)、穿甲彈與破甲彈設(shè)計、戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計及起爆參數(shù)/殺傷元素優(yōu)化、沖擊波傳播、空氣/水/土壤與容器中爆炸、爆炸成形、爆炸分離、爆炸容器的設(shè)計優(yōu)化分析、激光束/定向能等多種動態(tài)載荷加載模擬分析、爆炸對建筑物等設(shè)施結(jié)構(gòu)的破壞分析、核廢料容器設(shè)計等
電子工業(yè)
跌落沖擊分析、包裝設(shè)計、熱分析、電子封裝、電子產(chǎn)品抗沖擊性設(shè)計
航空航天
鳥撞、葉片包容性設(shè)計、異物損傷分析、飛機結(jié)構(gòu)沖擊動力分析、碰撞、墜毀、沖擊爆炸及動態(tài)載荷、火箭級間分離模擬分析、宇宙垃圾碰撞、特種復(fù)合材料設(shè)計、制造工藝仿真及優(yōu)化
成型工藝仿真
沖壓、鍛造、鑄造、切割、點焊、鉚接、螺紋連接結(jié)構(gòu)的分析等
建筑業(yè)
地震安全、混凝土結(jié)構(gòu)、爆破拆除、公路橋梁設(shè)計
石油工業(yè)
液體晃動、完井射孔、管道設(shè)計、爆炸切割、事故模擬、海上平臺設(shè)計
其它應(yīng)用
玻璃成型、塑料、模具成型、生物醫(yī)學、體育器材（高爾夫桿、高爾夫球、棒球桿、頭盔）、箱體結(jié)構(gòu)及多孔材料分析
LS-DYNA特色
顯式求解為主兼有隱式算法，適合于求解高速、高度非線性問題
具有160多種材料模型，是材料模型最為豐富有限元軟件
具有50多種接觸類型，是接觸類型最為齊全的有限元軟件
極好的并行計算能力，包括分布式并行算法（MPP）和共享內(nèi)存式并行（SMP）良好的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)，包括自適應(yīng)網(wǎng)格細分和粗化
行業(yè)化的專用功能：如針對汽車、板成形行業(yè)
LS-DYNA功能描述
分析能力
非線性動力學分析、多剛體動力學分析
展開 LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域
1.汽車工業(yè)
碰撞分析；氣囊設(shè)計；乘客被動安全；部件加工
2.航空航天
鳥撞；葉片包容；飛機結(jié)構(gòu)沖擊動力分析； 碰撞，墜毀；沖擊爆炸及動態(tài)載荷；火箭級間分離模擬分析；宇宙垃圾碰撞；特種復(fù)合材料設(shè)計
制造業(yè)
沖壓；鍛造；鑄造；切割等
建筑業(yè)
地震安全；混凝土結(jié)構(gòu)；爆破拆除；公路橋梁設(shè)計
國防
內(nèi)彈道和終點彈道；裝甲和反裝甲系統(tǒng)；穿甲彈與破甲彈設(shè)計；戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計；沖擊波傳播；侵徹與開坑；空氣，水與土壤中爆炸；核廢料容器設(shè)計等
電子領(lǐng)域
跌落分析；包裝設(shè)計；熱分析；電子封裝
石油工業(yè)
液體晃動； 完井射孔；管道設(shè)計；爆炸切割；事故模擬；海上平臺設(shè)計
其它應(yīng)用
玻璃成型；生物醫(yī)學
展開 
破甲彈的最新內(nèi)容
圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結(jié)果對比
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）對圓錐藥型罩所形成聚能射流對45#鋼靶的侵徹結(jié)果對比，軟件采用LS-DYNA，對比內(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，項目描述
在軍工領(lǐng)域中，射流及破甲彈等應(yīng)用較多，對裝甲目標的毀傷效果強。
破甲彈 HEAT（High-Explosive Anti-Tank）破甲彈又稱空心裝藥破甲彈，是以聚能裝藥爆炸后形成的金屬射流穿透裝甲的炸彈。也稱聚能裝藥破甲彈，是反坦克的主要彈種之一。
圖中96式與86式戰(zhàn)車使用穿甲彈、破甲彈、炮射導(dǎo)彈分別打擊59式坦克。這里展現(xiàn)一下穿甲彈的打擊全過程，威力很大，直接把59炮塔都給打穿了。
來源：世界先進制造技術(shù)論壇
應(yīng)用領(lǐng)域航空航天、制造業(yè)：沖壓、鍛造、鑄造、切割；市政工程：地震安全、混凝土結(jié)構(gòu)、爆破拆除、公路橋梁設(shè)計；國防：內(nèi)彈道和終點彈道、裝甲和反裝甲系統(tǒng)、穿 甲 彈與破甲彈設(shè)計、戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計、沖擊波傳播、侵徹與開坑、空氣，水與土壤中爆炸、核廢料容器設(shè)計等；
電子領(lǐng)域：跌落分析、包裝設(shè)計、熱分析、電子封裝；石油工業(yè)：液體晃動、完井射孔、管道設(shè)計、爆炸切割、事故模擬、海上平臺設(shè)計 官網(wǎng)
www.lstc.com
主要應(yīng)用領(lǐng)域：
汽車工業(yè)
碰撞分析、乘員約束系統(tǒng)及氣囊設(shè)計、乘客被動安全、部件加工 、輪胎在積水路面排水性和動平衡分析
國防與軍工
內(nèi)彈道及終點彈道效應(yīng)、侵徹與開坑、裝甲和反裝甲系統(tǒng)、穿甲彈與破甲彈設(shè)計、戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計及起爆參數(shù)/殺傷元素優(yōu)化、沖擊波傳播、空氣/水/土壤與容器中爆炸、爆炸成形、爆炸分離、爆炸容器的設(shè)計優(yōu)化分析、激光束/定向能等多種動態(tài)載荷加載模擬分析、
LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域
1.汽車工業(yè)
碰撞分析；氣囊設(shè)計；乘客被動安全；部件加工
2.航空航天
鳥撞；葉片包容；飛機結(jié)構(gòu)沖擊動力分析； 碰撞，墜毀；沖擊爆炸及動態(tài)載荷；火箭級間分離模擬分析；宇宙垃圾碰撞；特種復(fù)合材料設(shè)計
制造業(yè)
沖壓；鍛造；鑄造；切割等
建筑業(yè)
地震安全；混凝土結(jié)構(gòu)；爆破拆除；公路橋梁設(shè)計
國防
內(nèi)彈道和終點彈道；裝甲和反裝甲系統(tǒng)；穿甲彈與破甲彈設(shè)計
