12.7mm弹侵彻不同强度钢靶的数值模拟

作者:王凯雷; 李明净; 董雷霆
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在第一次模拟试验中,当12.7mm弹丸穿透不同强度的钢靶时,子弹可能完好无损或断裂。过去的模拟仅限于模拟单模穿透。为了克服这种模拟的局限性,研究了模型算法和网格大小对模拟结果的影响。通过与实验结果的对比,提出了一种可用于模拟弹丸完整性或破片性的弹靶模型。结果表明,为了模拟弹头保持完整状态,弹头和靶板应分别采用基于Lagrange算法的alpine和smooth粒子算法,弹头网格尺寸与靶板粒子间距之比应至少保持在5.3左右,否则弹头将产生与试验不符的异常变形。但是,在模拟子弹的碎片和侵蚀时,该比率的网格/粒度比将导致计算停止。为了克服这一问题,进一步建立了有限元/光滑粒子法-耦合弹靶模型,模型表面采用大尺度网格,内部采用小尺度网格。计算结果表明,改进后的弹靶模型能够模拟弹丸完好无损或破碎的情况。