高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

作     者：覃金贵 王马法 潘瑛 刘廷国 李润蔚 刘吉安 黄洁 QIN Jingui;WANG Mafa;PAN Ying;LIU Tingguo;LI Runwei;LIU Ji'an;HUANG Jie

作者机构：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所四川绵阳621000 西安现代控制技术研究所西安710065 

出 版 物：《装备环境工程》 (Equipment Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第21卷第1期

页      面：9-18页

学科分类：08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主　　题：高速动能弹 装甲目标 弹道冲击 螺栓连接失效 部件过载损伤 冲击响应谱 

摘      要：目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。