为获得弹靶特性对惰性弹丸侵彻行为的影响，以铝弹丸侵彻铝靶为例，通过数值仿真，改变弹丸长径比和靶板厚度，获得弹丸侵彻行为影响规律。仿真中，弹、靶均选择Johnson-Cook强度模型、Shock状态方程及各向同性失效模型，并划分Lagrange网格。具体计算模型如图2.10所示。
图2.10 弹靶侵彻计算模型
1.弹丸长径比影响
为对比弹丸长径比对侵彻行为的影响，仿真中弹丸直径为10 mm，长度分别选择5 mm、10 mm、20 mm和30 mm，对应长径比λ分别为0.5、1.0、1.5、2.0。靶板厚度为10 mm，弹丸初始速度设定为弹道极限速度。
不同长径比条件下，弹丸对靶板侵彻行为如图2.11所示。从图中可以看出，长径比除了影响弹丸对靶板的侵彻效应，还显著影响弹丸变形状态。碰撞过程中产生的冲击波不断向弹丸和靶板中传播，导致弹丸、靶板变形及失效。相同碰撞速度条件下，弹丸长径比越小，变形越显著，侵彻能力越弱。随着弹丸长径比增加，除了可观察到剩余弹丸，靶板变形及破坏也更加显著。
图2.11 弹丸长径比对侵彻行为影响
图2.11 弹丸长径比对侵彻行为影响（续）
侵彻过程中弹丸速度、比内能、压力及靶板内部压力随时间变化如图2.12～图2.15所示。从图中可以看出，弹丸长径比越小，侵彻过程中速度下降越快，比内能越低。由于初始碰撞速度相同，弹丸和靶板内初始压力相同，但随着弹丸长径比增加，压力波动效应减弱，并最终趋于一致。
图2.12 弹丸速度时程曲线
图2.13 弹丸比内能时程曲线
图2.14 弹丸内部压力时程曲线
图2.15 靶板内部压力时程曲线(www.xing528.com)
2.靶板厚度影响
为对比靶板厚度对侵彻行为的影响，仿真中弹丸直径为10 mm，长度选择10 mm，靶板厚度h分别为3 mm、5 mm、8 mm、10 mm和15 mm。
不同靶板厚度条件下，弹丸对靶板侵彻行为如图2.16所示。可以看出，厚度除影响弹丸对靶板的贯穿过程，还显著影响弹丸变形状态。靶板较薄时，弹丸快速贯穿靶板，且靶板上穿孔边缘规则，弹丸剩余侵彻体明显。随靶板厚度增加，弹丸变形加剧，靶板穿孔逐渐变为延性漏斗几何形状。
图2.16 靶板厚度对侵彻行为影响
图2.16 靶板厚度对侵彻行为影响（续）
侵彻过程中弹丸速度、比内能、压力及靶板内部压力随时间的变化如图2.17～图2.20所示。从图中可以看出，靶板厚度越大，侵彻过程中弹丸速度下降越快，比内能越高。由于初始碰撞速度相同，弹丸和靶板内初始压力相同，但随着靶板厚度增加，压力波动效应增强，并最终趋于一致。
图2.17 弹丸速度时程曲线
图2.18 弹丸比内能时程曲线
图2.19 弹丸压力时程曲线
图2.20 靶板内部压力时程曲线
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
