【摘 要】
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弹头形状对长杆弹的穿甲侵彻性能具有一定影响:一方面,不同弹体材料长杆弹的弹头在侵彻过程中会呈现出不同的形状,进而导致侵彻能力有所差异;另一方面,弹体的初始弹头形状将对初始瞬态阶段的界面压力产生影响。研究长杆弹高速侵彻中弹头形状的影响有利于完善对长杆弹高速侵彻的认识。本文采用理论分析和数值模拟的方法,进行了如下的研究:（1）首先开展了三种不同初始弹头形状钨合金长杆弹垂直侵彻Q235钢靶的数值模拟,通
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弹头形状对长杆弹的穿甲侵彻性能具有一定影响:一方面,不同弹体材料长杆弹的弹头在侵彻过程中会呈现出不同的形状,进而导致侵彻能力有所差异;另一方面,弹体的初始弹头形状将对初始瞬态阶段的界面压力产生影响。研究长杆弹高速侵彻中弹头形状的影响有利于完善对长杆弹高速侵彻的认识。本文采用理论分析和数值模拟的方法,进行了如下的研究:（1）首先开展了三种不同初始弹头形状钨合金长杆弹垂直侵彻Q235钢靶的数值模拟,通过头形因子*和头杆径比这两个无量纲参量,定量给出了弹头形状在侵彻三个主要阶段中的变化规律。（2）进一步地在长杆弹侵彻准定常阶段的2D理论模型中引入各阶段弹头形状的变化,建立了长杆弹侵彻的三阶段2D理论模型。该模型能够反映侵彻速度在初始瞬态阶段的急剧下降、准定常阶段的基本稳定和次级侵彻阶段的快速下降,以及通过侵彻速度的变化反映出的弹体质量的非准定常侵蚀。（3）开展了三种不同初始撞击速度、不同初始弹头形状钨合金长杆弹侵彻钢靶的数值模拟,研究了初始撞击速度以及初始弹头形状对弹坑形貌以及侵彻深度的影响;分析了初始撞击速度对侵彻过程中弹头形状演化的影响。结果表明:初始弹头形状对弹坑形貌影响强于初始撞击速度,但对于最终侵彻深度的影响不大;侵彻过程中弹头的镦粗程度随着初始撞击速度的增大而提高。（4）分析总结了弹/靶材料对侵彻过程中弹头形状演化的影响:弹体材料的绝热剪切敏感性会导致弹头在侵彻过程中出现不同的形状;金属靶体与弹体材料强度关系会影响侵彻过程中弹头形状的变化规律;弹头形状在混凝土材料以及陶瓷材料中均会出现不同的形状变化,且在陶瓷材料中会出现周期性变化。
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