典型结构侵彻量效关系研究

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1、2017年第2期导弹与航天运载技术No.22017总第352期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.352.文章编号：1004-7182(2017)02-0061-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20170214典型结构侵彻量效关系研究刘琥，王玺，李曜，何丽，张越（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：目前中国轻型装甲设计更多依靠的是参考国际先进防护装甲实例，无法对装甲的选材及设计参数进行量化，设计周期长，成本高。通过侵彻理论分析研究，结合试验验证获得了考虑破片来袭速度、来袭角度的结构侵彻量效关系，提供一种结构毁

2、伤效应评价的途径，为中国轻型装甲低成本、高效率的定量设计提供支撑。关键词：典型结构；侵彻；量效关系中图分类号：V421文献标识码：AResearchforPenetrationDose-effectRelationofTypicalStructureLiuHu,WangXi,LiYao,HeLi,ZhangYue(BeijingInstituteofSpaceLaunchTechnology,Beijing,100076)Abstract:Atpresent,lightarmordesignalwaysreferencesinternationaladvancedprotec

3、tivearmorinstanceandcarryoutthetestinChina.Thus,thematerialselectionanddesignparametersofarmorcan'tbequantified,whichcauselongdesigncycleandhighcost.Inthearticle,thedose-effectrelationofthestructurepenetrationwithdifferentfragmentsvelocityandangleisobtainedusingthetheoreticalanalysisandexpe

4、riments.Anewmeansofstructuredamageeffectevaluationisprovided,whichcansupportthequantitativedesignoflowcostandhighefficiencyforourlightarmor.Keywords:Typicalstructure;Penetration;Dose-effectrelation0引言a）当冲击载荷较弱时，材料中产生的应力低于屈轻型防护特种车辆肩负着在战场上执行运输、转服应力，线性胡克定律是适用的，所有控制方程都是载、导弹发射等重要任务。特种车主要面临的威胁之线性

5、的；一为毁伤武器爆炸产生的破片，破片侵彻轻型装甲结b）当冲击载荷增强到使材料发生塑性变形并产生构威胁车内设备或驾驶人员，致使特种车执行任务失热以及不同机理的断裂时，问题变得相当复杂，需要败。目前中国对于轻型装甲的受侵彻源侵彻过程的动复杂的非线性本构方程来描述材料的行为；响应分析较少，轻型装甲的设计更多参考国外先进设c）当冲击载荷进一步增强，使材料中产生的应力计实例，结合试验验证手段进行，而缺乏依赖机理分比屈服应力高出几个量级时，就可以忽略强度效应，[1]析的定量设计方法。而把介质当做非粘性可压缩流体处理，这时可以采用量效关系研究最初出现在医学领域，是定量分析状态方程来描述本构

6、关系。阐明药物效应与靶部位浓度间的变化规律的分析手在动态冲击问题的数值模拟时，必须根据冲击载段。本文将量效关系应用到破片侵彻典型金属结构的荷的强度，选择能够真实反映材料响应过程中物理本分析中，以求得到侵彻源不同射速、不同入射角对结质的失效本构模型，才能对冲击侵彻问题进行准确求[2]构侵彻的影响，得到结构破片毁伤经典公式，为中国解。轻型防护装甲的低成本高效率设计提供支持。1.2材料的本构关系内涵材料的物态方程是压力p与比容v和内能e的关1破片侵彻金属材料机理分析系，这种关系是一种标量函数，即p(v，e)；而材料本1.1动载载荷下材料的响应特点构与损伤模型，原则上必须是应力张量σ

7、、应变张量在动态载荷作用下，材料的响应问题大概可以分ijε、损伤张量D等变量之间的关系，是张量函数，即为流体动力学、有限塑性以及线弹性3个范围。ijij收稿日期：2016-04-01；修回日期：2016-07-01作者简介：刘琥（1986-），男，工程师，主要研究方向为航天地面设备总体技术及系统仿真技术62导弹与航天运载技术2017年σ(ε，ε.，T)或D(ε，ε.，T)，其中，T表2中的A为材料的屈服强度，B为材料的抗拉强度，ijijijijijij为材料温度，可见，材料本构与损伤模型远比物态方其他参