首页 理论教育弹体材料变化对装药损伤断裂的影响分析

弹体材料变化对装药损伤断裂的影响分析

【摘要】:侵彻过程中,弹体材料直接影响内部装药的受力和损伤断裂情况。钨合金是钻地弹弹体的常用材料,其密度约为钢密度的2.5 倍。采用与5.2 节相同的模型,侵彻速度为600 m/s,其他初始条件不变,将弹体换成钨合金,弹体的材料参数如表5-10 所示。由图可以看出,采用钨合金作为弹体材料时,装药的含裂纹损伤区域远小于钢弹,主要分布在头部和靠近尾部区域,呈带状分布。说明更换弹体材料对于控制装药的断裂破坏是有效的。

侵彻过程中,弹体材料直接影响内部装药的受力和损伤断裂情况。惯性是影响弹体侵彻过载的重要因素,根据式(5-1)可知,在相同的条件下,增大弹体材料的密度可以减小弹体的过载。钨合金是钻地弹弹体的常用材料,其密度约为钢密度的2.5 倍。在相同侵彻条件下,将高强度钢弹体改为钨合金可使弹体过载峰值减小。采用与5.2 节相同的模型,侵彻速度为600 m/s,其他初始条件不变,将弹体换成钨合金,弹体的材料参数如表5-10 所示。

图5-23 不同着靶速度对装药最终裂纹分布的影响(见彩插)

(a)400 m/s;(b)500 m/s;(c)700 m/s;(d)800 m/s

表5-10 弹体的材料参数

弹体采用钨合金后,弹体贯穿靶板,剩余速度为266 m/s。图5-24 所示为侵彻过程中弹体和装药的过载曲线。由图中可以看出,当壳体采用钨合金时,弹体的过载大幅度减小,由钢弹的4.99 ×104g 降为2.49 ×104g;装药的过载也大幅减小,过载峰值由7.96 ×104g 降为3.36 ×104g,减小约一半。

图5-24 弹体和装药过载情况

图5-25 所示为弹体贯穿混凝土后装药的裂纹区分布。由图可以看出,采用钨合金作为弹体材料时,装药的含裂纹损伤区域远小于钢弹,主要分布在头部和靠近尾部区域,呈带状分布。根据统计,裂纹宽度大于0.1 mm 的单元占装药总体积的0.24%,裂纹区的最大裂纹宽度为0.26 mm,最大裂纹宽度单元出现在装药头部。说明更换弹体材料对于控制装药的断裂破坏是有效的。

图5-25 装药最终裂纹区分布(见彩插)