如何选择合适的入射角？

在实际作战环境中，弹体垂直入射并击中靶板是一种极端情况，再加上陶瓷球本身特有的弧面结构，对于不同的入射角较为敏感。对弹体高速侵彻密排陶瓷球靶板不同入射角进行模拟仿真，分别设计实验2、6、7、8、9。如图7 所示，可较为直观地观察弹体的偏航情况，图7 仅显示弹体和TC4 背板在弹体剩余速度为0 时的损伤情况。

图6　弹体剩余速度

（a）不同弹着点；（b）不同入射角

图7　不同入射角(www.xing528.com)

（a）0°；（b）5°；（c）10°；（d）20°；（e）30°；（f）30°-position3

如图7（a）所示，由于陶瓷球的弧面结构，即使弹着点在球心位置垂直入射，弹体也会发生一定偏转，充分表明了密排陶瓷球结构在致使弹体偏航，增加侵彻路程上的优越性。比较图7（a）～（e）发现，随着入射角的增大，弹体偏航效果越来越明显，当入射角增大到30°时，弹体偏转近乎90°，相较子弹垂直侵彻靶板，侵彻路程增加一倍以上，并且弹体由于偏航作用，逐渐向靶板边缘运动，因而靶板周边的约束在此时更显重要。图6（b）所示为不同入射角对应弹体剩余速度，对比实验2、3、4，得出靶板倾斜布置，使弹体带有一定入射角时，可以更好地发挥靶板的抗侵彻性能。6 组实验弹体最终速度都降为0，分别为t＝0.25 μs，t＝0.23 μs，t＝0.21 μs，t＝0.20 μs，t＝0.20 μs，t＝0.20 μs 时，表明入射角越大，靶板防护性能越好。分析速度曲线拐点（弹体侵彻TC4 背板）出现先后顺序，同样表明入射角越大，靶板防护性能越好，尤其当入射角为30°时更加明显。比较图7（e）（f）和图6 中30°，30°-position3 曲线发现，当入射角为30°时，弹体入射位置为position1 或position3 反映在靶板的抗侵彻性能上不再有很大差别，此时入射位置的影响被降到最小，而入射角为主要影响因素。

图8 显示了TC4 背板在弹体从不同入射角打击速度降为0 时刻的损伤情况，损伤程度通过等效塑性应变表示，右边的颜色标尺从蓝色到红色意味着损伤程度越来越严重［9］。其中图8（a）～（c），TC4 背板均发现裂纹存在，且随着入射角增大，裂纹扩展的范围和损伤区域越来越小。而图8（e）和（f）损伤程度相近，TC4 背板仅发生隆起而未发现穿孔。因而可以得出和图7 分析所得相同结论。

图8　TC4 背板损伤图

（a）0°；（b）5°；（c）10°；（d）20°；（e）30°；（f）30°-position3