斜侵彻混凝土靶的刻槽弹体的结构响应

张欣欣 武海军 黄风雷 皮爱国

张欣欣, 武海军, 黄风雷, 皮爱国. 斜侵彻混凝土靶的刻槽弹体的结构响应[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(3): 033301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0047
引用本文: 张欣欣, 武海军, 黄风雷, 皮爱国. 斜侵彻混凝土靶的刻槽弹体的结构响应[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(3): 033301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0047
ZHANG Xinxin, WU Haijun, HUANG Fenglei, PI Aiguo. Structural response of the concrete target obliquely penetrated by a grooved-tapered projectile[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(3): 033301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0047
Citation: ZHANG Xinxin, WU Haijun, HUANG Fenglei, PI Aiguo. Structural response of the concrete target obliquely penetrated by a grooved-tapered projectile[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(3): 033301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0047

斜侵彻混凝土靶的刻槽弹体的结构响应

doi: 10.11883/bzycj-2017-0047
基金项目: 国家自然科学基金(11390362,11572048);国防基础科研项目(B1020132071)
详细信息
    作者简介:

    张欣欣(1987- ),男,博士,工程师,xxwade2020@163.com

    通讯作者:

    武海军(1974- ),男,教授,博士生导师,wuhjbit@hotmail.com

  • 中图分类号: O385

Structural response of the concrete target obliquely penetrated by a grooved-tapered projectile

  • 摘要: 基于刚塑性理论和侵彻载荷理论分析,将刻槽弹体简化为空间自由变截面梁,给出了弹体在侵彻混凝土早期的刚体响应行为,得到了弹体任一截面弯矩、剪力以及屈服函数的分布规律。基于此理论分析,得到了刻槽弹体壁厚、材料屈服强度、初速及倾角对弹体弯曲的影响规律。
  • 图  1  刻槽弹体弹身结构示意图

    Figure  1.  Illustration of grooved-tapered projectile

    图  2  弹体斜侵彻半无限混凝土靶示意图

    Figure  2.  Illustration of projectile obliquely penetrating the concrete

    图  3  刚体运动结构示意图

    Figure  3.  Illustration of rigid body’s response

    图  4  刻槽弹体弹身截面示意图

    Figure  4.  Illustration of grooved-tapered projectile’s cross section

    图  5  无量纲剪力截面分布

    Figure  5.  Distribution of dimensionless shearing force

    图  6  无量纲弯矩截面分布

    Figure  6.  Distribution of dimensionless bending moment

    图  7  不同速度下的屈服函数

    Figure  7.  Yield functions at different velocities

    图  8  不同倾角下的屈服函数

    Figure  8.  Yield functions at different obliquities

    图  9  不同内径对应的屈服函数

    Figure  9.  Yield functions at different inner diameters

    图  10  各弹体材料屈服强度下的屈服函数

    Figure  10.  Yield functions at different yield strength of materials

    图  11  不同刻槽半径的无量纲屈服函数

    Figure  11.  Yield function at different radii of grooves

    表  1  弹靶结构参数

    Table  1.   Parameters of the projectile and concrete

    mtotal/kgψL/mD0/mfc/MPaρ/(kg∙m−3)θ/(°)
    1.4330.2310.045502 4502
     注:D0为弹体大端直径。
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈小伟. 动能深侵彻弹的力学设计(I): 侵彻/穿甲理论和弹体壁厚分析 [J]. 爆炸与冲击, 2005, 25(6): 499–505 doi: 10.3321/j.issn:1001-1455.2005.06.004

    CHEN Xiaowei. Mechanics of structural design of EPW (I): the penetration/perforation theory and the analysis on the cartridge of projectile [J]. Explosion and Shock Waves, 2005, 25(6): 499–505 doi: 10.3321/j.issn:1001-1455.2005.06.004
    [2] 皮爱国, 黄风雷. 大长细比弹体斜侵彻混凝土靶的动力学响应 [J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(4): 331–338 doi: 10.3321/j.issn:1001-1455.2007.04.007

    PI Aiguo, HUANG Fenglei. Dynamic behavior of a slender projectile on oblique penetratinginto concrete target [J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(4): 331–338 doi: 10.3321/j.issn:1001-1455.2007.04.007
    [3] 王一楠, 黄风雷, 段卓平. 小攻角条件下动能弹体高速侵彻混凝土靶的弹体弯曲 [J]. 爆炸与冲击, 2010, 30(6): 598–606

    WANG Yinan, HUANG Fenglei, DUAN Zhuoping. Bending of projectile with small angle of attack during high-speed penetration of concrete targets [J]. Explosion and Shock Waves, 2010, 30(6): 598–606
    [4] FORRESTAL M J, ALTMAN B S, CARGILE J D, et al. An empirical equation for penetration depth of ogive-nose projectiles into concrete targets [J]. International Journal of Impact Engineering, 1994, 15(4): 395–405. doi: 10.1016/0734-743X(94)80024-4
    [5] 皮爱国. 大长细比动能弹体结构动态响应研究 [D]. 北京: 北京理工大学, 2007.
    [6] WU H J, WANG Y N, HUANG F L. Penetration concrete targets experiments with non-ideal & high velocity between 800 and 1100 m/s [J]. International Journal of Modern Physics B, 2008, 22(9): 1087–1093.
  • 加载中
图(11) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  6439
  • HTML全文浏览量:  1910
  • PDF下载量:  83
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-16
  • 修回日期:  2017-07-20
  • 网络出版日期:  2019-03-25
  • 刊出日期:  2019-03-01

目录

    /

    返回文章
    返回