装药摩擦系数对PBX损伤的影响分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：由此说明，改进装药与弹体之间的连接方式，增大装药与弹体之间的摩擦可以在一定程度上减小装药的损伤断裂，但是摩擦系数过大又会增大装药侧面的损伤程度。

弹体在侵彻靶板过程中，弹体内部装药受到惯性作用会和壁面发生摩擦。保持装药的平头设计，考虑装药与弹体内壁之间的摩擦，摩擦系数取0.05 和0.1，侵彻速度为600 m／s，模拟得到两种模型的侵彻深度都为53.2 cm。将图5－51 中计算得到的过载曲线与图5－13 进行比较，摩擦系数为0、0.05、0.1的弹体最大过载分别为4.99 ×104g、4.74 ×104g、4.60 ×104g，装药最大过载分别为6.40 ×104g、6.00 ×104g、5.77 ×104g。此外，随着摩擦系数增加，弹体和装药过载曲线的波动频率降低，说明弹体和装药之间的相对运动减小，有利于对装药的保护。

从图5－52 可以看出，摩擦系数为0.05 时装药损伤集中在头部，装药中部有轻微的损伤带，最大裂纹宽度为0.65 mm，最大裂纹单元出现在头部，装药最终的装药损伤度为0.17%；摩擦系数为0.1 时，装药侧面与弹体内壁连接处有明显损伤，其他部位几乎没有裂纹出现，装药最大裂纹宽度为0.26 mm，最大裂纹单元在装药侧面，装药最终的装药损伤度几乎为0。由此说明，改进装药与弹体之间的连接方式，增大装药与弹体之间的摩擦可以在一定程度上减小装药的损伤断裂，但是摩擦系数过大又会增大装药侧面的损伤程度。

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图5－51　摩擦系数为0.05 和0.1 的弹体装药过载变化

（a）摩擦系数为0.05 的过载；（b）摩擦系数为0.1 的过载

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图5－52　摩擦系数为0.05 和0.1 时装药最终裂纹分布（见彩插）

（a）摩擦系数为0.05 的裂纹；（b）摩擦系数为0.1 的裂纹

为了考察不同弹体结构优化技术对控制装药损伤破坏的有效性，将本节不同案例的数值模拟结果进行汇总分析，如表5－12 所示。以完整装药为参照，对比不同控制技术，结合各案例分析，获得以下结论：(https://www.chuimin.cn)

表5－12　计算结果汇总

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续表

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（1）研究的几种弹体优化技术都能在一定程度上减小装药的损伤破坏程度，改善内部装药的受力环境。

（2）减小装药过载和头部轴向应力可以对降低装药损伤度起到积极作用。适当将弹头材料更换为高密度高强度合金可以增大弹体的质量，从而提高侵彻效果，降低弹体和装药过载。弹头形状和装药头部形状的增大都能在一定程度上减少装药损伤，弹头曲径比Ψ 取3.5～4.0 为宜，装药头部应采用弧形。缓冲材料对装药过载影响不大，但是能降低装药受到的轴向应力，有机玻璃作为缓冲材料可以更有效地降低装药损伤度。

（3）装药尾部容易受到拉伸应力波的反复作用而产生断裂，增大装药尾部的横截面积可以有效降低尾部装药的损伤情况。

（4）装药与弹体内壁之间剧烈的相对运动是装药产生损伤破坏的根本原因，对装药进行分段处理，增加装药与弹体内壁的摩擦等能够有效防止装药与弹体的相互碰撞。而过度地限制装药运动又会增加装药侧面产生损伤的可能性。对装药进行分舱处理时，隔舱厚度取4～5 mm 最佳。

装药摩擦系数对PBX损伤的影响分析

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