子弹斜侵彻阻尼复合装甲的数值模拟

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210728.009

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (7): 55-62.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210728.009

子弹斜侵彻阻尼复合装甲的数值模拟

王得盼, 梁森^*, 周越松, 刘龙

青岛理工大学机械与汽车工程学院,青岛266520

收稿日期:2020-11-05 出版日期:2021-07-28 发布日期:2021-08-04
通讯作者: 梁森(1962-),男,博士,教授,主要从事复合材料动力学等方面的研究,liangsen888111@163.com。
作者简介:王得盼(1997-),男,硕士研究生,主要从事复合材料动力学方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(52075280);山东省自然科学基金资助项目(ZR2019MEE088)

Numerical simulation of projectile oblique penetration into damping composite armor

WANG De-pan, LIANG Sen^*, ZHOU Yue-song, LIU Long

Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China

Received:2020-11-05 Online:2021-07-28 Published:2021-08-04

摘要/Abstract

摘要： 为了研究复合材料阻尼结构的抗冲击性能,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了12.7 mm的穿甲燃烧弹弹芯侵彻氧化铝/阻尼层/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合装甲的过程,分别计算了钨合金弹芯以不同角度及不同速度侵彻靶板时的吸收能量情况,并探究了不同位置阻尼层厚度对复合装甲吸能效果的影响。计算结果表明,随着复合装甲靶板斜置角度的增加,靶板吸收的能量逐渐增加。通过模拟不同速度的钨合金弹弹芯斜侵彻复合装甲的过程,发现在700 m/s~850 m/s速度范围内复合装甲展现出最佳的吸能效果,且在复合装甲中不同位置的阻尼层达到最佳吸能效果的厚度不同。本工作可为后续研究阻尼复合结构的抗中高速冲击性能提供参考。

关键词: 数值模拟, 斜侵彻, 超高分子量聚乙烯, 阻尼材料, 弹道极限速度, 复合材料装甲

Abstract: The process of 12.7 mm penetrating alumina/damping layer/UHMWPE composite bulletproof armor was simulated by ANSYS/LS-DYNA finite element software. The energy absorption of tungsten alloy core penetrating the target plate at different angles and speeds was calculated, and the effect of damping layer thickness on the energy absorption of composite armor was investigated. The calculation results show that the energy absorbed by the composite target increases with the increase of the oblique angle of the composite target. By simulating the oblique penetration process of the penetrating projectile with different speeds into the composite armor, it is found that the composite armor shows the best energy absorption effect in the range of 700 m/s~850 m/s velocity, and the thickness of the damping layer at different positions in the composite armor to achieve the best energy absorption effect is different. This work provides a reference for the follow-up study of the medium and high-speed impact resistance of damped composite structures.

Key words: numerical simulation, oblique penetration, UHMWPE, damping material, ballistic limit, composite armor

中图分类号:

TB332

王得盼, 梁森, 周越松, 刘龙. 子弹斜侵彻阻尼复合装甲的数值模拟[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(7): 55-62.

WANG De-pan, LIANG Sen, ZHOU Yue-song, LIU Long. Numerical simulation of projectile oblique penetration into damping composite armor[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(7): 55-62.

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子弹斜侵彻阻尼复合装甲的数值模拟

Numerical simulation of projectile oblique penetration into damping composite armor

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