摘要
现代战争中，大量的攻击目标转入地下或增加了厚重的装甲，防御结构愈加坚固，目标打击难度的增加，对弹体的侵彻能力就提出了更高的要求。目前，对于侵彻的研究多偏重于混凝土靶板，关于弹体壁厚、长径比、尺寸效应方面，金属靶板研究较少；长径比的研究中多同时改变弹体的直径和长度，对固定直径的长径比影响研究较少。本文主要结合金属靶板的侵彻试验和数值仿真，对金属靶板侵彻过程中，平头刚性弹体壁厚、长径比以及缩尺比的影响进行了分析。本文主要研究内容如下： 1.对平头弹垂直侵彻金属靶板的主要控制参量进行了量纲分析，明确了弹体壁厚、长径比对于侵彻过程存在影响并给出了相应的模化规律；简述了应变率效应与几何相似的冲突关系；介绍了平头弹垂直侵彻过程的基本原理和试验、有限元仿真中的基本方程。 2.进行了不同弹体壁厚、不同靶板厚度下金属靶板的侵彻试验；利用LS-DYNA软件对侵彻试验过程进行了仿真计算，并将仿真结果与试验结果进行了对比，明确了有限元模型的准确性；对仿真结果进行了简要分析，确定长径比、弹体壁厚可能对侵彻情况造成影响。 3.结合试验数据，控制弹体质量，设计不同壁厚、长径比模型进行仿真计算，结果认为弹体壁厚与弹体侵彻能力成正相关，长径比与侵彻能力成正相关，在有限的壁厚范围内，弹体壁厚与侵彻能力近似成线性相关；随长径比的增大，长径比对弹体侵彻能力的影响逐渐降低。 4.结合多种缩比模型试验结果以及原型的仿真计算，对不同缩尺比刚性弹侵彻金属靶板是否存在尺寸效应进行了探究，结果认为金属靶板侵彻问题中，尺寸效应是存在的，由应变率效应引起，缩尺比与金属的承受能力成正比，缩尺比越大，尺寸越小，金属的承受能力越强，认为金属靶板的模型试验结果不能无条件地推广至原型上。
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