首页 理论教育弹体与装药截面变化对PBX装药损伤断裂的影响分析

弹体与装药截面变化对PBX装药损伤断裂的影响分析

【摘要】:图5-48弹体和装药的过载情况及装药头部轴向应力变化图5-49 所示为侵彻结束后装药的损伤情况,损伤严重的部位集中在头部和底部,这是装药碰撞压缩过程中产生的损伤。根据统计,单元最大裂纹宽度为0.71 mm,最大裂纹单元出现在装药头部,最终装药损伤度为0.67%。说明增大弹体和装药的尾部横截面积,能够降低装药靠近尾部区域受拉伸波作用产生的损伤,但是不能保护装药头部和底部的安定性。

改变弹体和装药的截面形状,可以改变内部装药的受力情况。根据应力波相关知识,当应力波从小截面传入大截面时,透射扰动小于入射扰动。增大装药尾部的横截面积,可以对应力波起到“减弱缩小” 的作用。考虑到弹体后端壳体厚度减薄,可能不利于弹体在侵彻过程中保持完整。根据已有的分析,装药弹体最安全的厚度设计应该是越往弹体尾部,弹壳越厚。将装药头部半径缩小为14.1 mm,圆弧过渡结束位置半径为23.0 mm,末端半径增大为27.5 mm,弹头形状不变,尾部直径变为原模型的1.2 倍。变截面缩比弹模型如图5-47 所示。

图5-47 变截面缩比弹模型

图5-48 所示为弹体和装药的过载情况及装药头部轴向应力变化。由图可以看出,弹体截面变化后,弹体的过载明显降低,峰值为3.92 ×104g,装药的过载峰值为5.17 ×104g,比5.2 节内部装药的过载峰值降低幅度超过12 000g。但是,装药头部的最大轴向应力只减小了22 MPa,说明增大装药尾部横截面积对装药头部的保护作用并不明显。

图5-48 弹体和装药的过载情况及装药头部轴向应力变化

图5-49 所示为侵彻结束后装药的损伤情况,损伤严重的部位集中在头部和底部,这是装药碰撞压缩过程中产生的损伤。在靠近尾部的区域有拉伸作用产生的横向裂纹,裂纹区域的裂纹宽度(图5-50)远小于图5-14 中装药受拉伸损伤区域的裂纹宽度。根据统计,单元最大裂纹宽度为0.71 mm,最大裂纹单元出现在装药头部,最终装药损伤度为0.67%。说明增大弹体和装药的尾部横截面积,能够降低装药靠近尾部区域受拉伸波作用产生的损伤,但是不能保护装药头部和底部的安定性

图5-49 装药最终裂纹分布(见彩插)

图5-50 单元裂纹宽度随时间的变化