一 案例背景
帶隔板破甲戰(zhàn)斗部侵徹靶板是裝甲防護(hù)與反裝甲技術(shù)領(lǐng)域的核心研究方向,其仿真分析對(duì)戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、毀傷效能評(píng)估具有關(guān)鍵意義。傳統(tǒng)試驗(yàn)方法存在成本高、周期長(zhǎng)、難以捕捉瞬態(tài)侵徹細(xì)節(jié)的問(wèn)題,而數(shù)值仿真技術(shù)可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)破甲戰(zhàn)斗部從爆轟驅(qū)動(dòng)、金屬射流形成到侵徹靶板的全流程,成為該領(lǐng)域的主流研究手段。
2 工況介紹
帶殼戰(zhàn)斗部高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中侵徹薄裝甲板(二分之一模型),模型簡(jiǎn)單示意如下圖所示。
模型文件在分享案例文件中給出。
3 主要關(guān)鍵字
包括S-ALE關(guān)鍵字的使用,及二分之一邊界條件的設(shè)置(其他對(duì)稱邊界條件的設(shè)置以此類推),同時(shí)還包含侵徹過(guò)程中侵蝕單元的接觸設(shè)置。
<p>卵形戰(zhàn)斗部頭部CRH=2,殼體材料為30CrMnSiNi2A 高強(qiáng)鋼,內(nèi)部填充炸藥,設(shè)置延遲起爆時(shí)間為540us,侵爆載體參數(shù)詳見(jiàn)K文件。<span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">采用hypermesh與ANSYS/LSDYNA聯(lián)合仿真分析。
衡量破片式戰(zhàn)斗部殺傷能力的重要指標(biāo)就是破片的速度以及分布情況。
目前,采用靶場(chǎng)靜爆試驗(yàn)是研究破片速度與飛散角的重要手段,但是試驗(yàn)成本和周期較長(zhǎng)。隨著數(shù)值計(jì)算技術(shù)分發(fā)展,利用有限元手段輔助分析破片爆炸后破片場(chǎng)的分布情況,可大幅度降低試驗(yàn)費(fèi)用。
為了計(jì)算破片場(chǎng)分布情況,利用hypermesh軟件對(duì)破片初始狀態(tài)進(jìn)行了排布,運(yùn)用LS-DYNA對(duì)破片場(chǎng)飛散進(jìn)行數(shù)值模擬。
基于Mott隨機(jī)失效的榴彈型自然破片動(dòng)爆飛散仿真
關(guān)鍵詞:S_ALE算法、Mott隨機(jī)失效、榴彈型、自然破片、動(dòng)爆過(guò)程
破片類型:自然破片
耦合算法:S_ALE
失效類型:有/無(wú)隨機(jī)失效
榴彈落速:100m/s;800m/s
計(jì)算結(jié)果:
戰(zhàn)斗部800m/s落速動(dòng)爆時(shí)破片最高速度2713m/s,戰(zhàn)斗部100m/s落速動(dòng)爆時(shí)破片最高速度2137m/s,落速升高可有效提高破片飛散峰值速度
Keywords:FEM方法、刻槽預(yù)控破片戰(zhàn)斗部、小型重啟動(dòng)
Tools: LS-PrePost , LS-DYNA SMP
采用小型重啟動(dòng)方法模擬刻槽預(yù)控破片戰(zhàn)斗部殼體爆炸飛散過(guò)程。此案例最初來(lái)源于一南理工師弟。
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由于爆炸點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn),因此將地面看作剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算流程,設(shè)定戰(zhàn)斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態(tài)方程描述,戰(zhàn)斗部殼體參數(shù)參考了常見(jiàn)戰(zhàn)斗部材料公開(kāi)數(shù)據(jù),混凝土采用常見(jiàn)的混凝土損傷塑性模型(CDP),強(qiáng)度選擇C30標(biāo)準(zhǔn)。
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