弹丸对运动靶的侵立与贯穿效应研究

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1、弹丸对运动靶的侵立与贯穿效应研究杨正有2015年1月中图分类号：TJ410.3UDC分类号：623.5弹丸对运动靶的侵立与贯穿效应研究作者姓名杨正有学院名称机电学院指导教师冯顺山教授答辩委员会主席吴成教授申请学位工学硕士学科专业兵器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月TheResearchonProjectilePartialPenetrationandPerforationintoMovingTargetCandidateName：ZhengyouYangSchoolorDepartment:SchoolofMechatronicsEng

2、ineeringFacultyMentor:Prof.ShunshanFengChair,ThesisCommittee：Prof.ChengWuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：OrdnanceScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经

3、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要弹丸侵彻和装甲防护，历来是军事科学家和兵器设计者所重视的问题，但大量的研究都属于理想状态下的静止靶侵彻问题。而作为弹丸作用目标的水面舰船、来袭导弹、军用飞机、坦克装甲等往往处于低速或高速运动状态，即弹靶作用过程在目标的运动中完成，目标的运动导致弹靶作用过程中的弹道极限、弹丸姿态、弹丸剩余速度以及目标破坏特征等，与作用静止目标相比有明显区

4、别。本文在此背景下开展弹丸对运动靶的侵立与贯穿效应研究。基于空穴膨胀理论，建立了用于分析弹丸侵彻横向运动靶的侵彻模型。根据金属材料的加载和卸载原理，分析了头部设计有环形凹槽结构的弹丸半侵彻过程中的靶板对弹丸的反弹力及凹槽内靶板材料的抗剪切破坏能力，得到了弹丸的侵立准则；同时，对动能弹丸贯穿静止靶和横向运动靶模型进行了分析，并通过力学模型转换将弹丸斜贯穿横向运动靶等效为带攻角弹丸斜贯穿静止靶。通过对水面大型运动目标运动特性分析，突出侵立封锁弹药重要用途基础上，利用数值方法对头部带有环形凹槽结构的弹丸侵立横向运动靶板进行了分析，重点研究了靶板速度、弹丸着速、靶板厚度和

5、凹槽结构对侵立效应的影响，得到了典型弹丸侵立于横向运动金属靶的相关规律。利用LS-DYNA有限元分析软件对尖卵形弹丸贯穿横向运动金属靶板过程进行数值模拟，分析靶板横向冲击、弹丸速度及弹靶速度比值对弹丸姿态、剩余速度的影响规律，同时对弹丸斜贯穿横向运动靶与经力学模型等效后的带攻角弹丸斜贯穿静态靶进行了模拟研究，重点分析了等效前后弹丸剩余速度、弹丸角度偏转和减加速度的变化情况，讨论了运动靶等效研究方法的合理性。关键词：侵立；贯穿；运动靶；数值模拟I北京理工大学硕士学位论文AbstractThepenetrationandarmorprotectionhasalways

6、beenanimportantissuebythemilitaryscientistsandweapondesigners,butalotofresearchesaboutpenetrationstillbelongtothestationarytarget.Infact,suchastheships,incomingmissilesormilitaryaircrafts,thetanksarenotstationarytarget,theyareoftenmovinginlow-speedorhigh-speed,namelythattheprocessofth

7、eprojectilepenetrationtargetiscompletedwithmovingtargets,sothattheballisticlimit,projectilegesture,residualvelocityandtargetdamagecharacteristicsaresignificantdifferencecorrespondingstationarytarget.Onthebackgroundofthisdemand,theresearchonprojectilepartialpenetrationandperforationint

8、omovi