兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 1321-1329.doi: 10.12382/bgxb.2022.0023
魏欣1, 张云峰1, 赵奇峰1, 随亚光1, 张德志1,*(), 张钱城2
收稿日期:
2022-04-11
上线日期:
2022-07-09
通讯作者:
基金资助:
WEI Xin1, ZHANG Yunfeng1, ZHAO Qifeng1, SUI Yaguang1, ZHANG Dezhi1,*(), ZHANG Qiancheng2
Received:
2022-04-11
Online:
2022-07-09
摘要:
为考核武器关键部件在高过载环境下的可靠性,提出一种基于刚性弹体撞击蜂窝结构的新型高过载环境模拟技术。通过轻气炮弹道实验,研究弹体加速度、速度和位移响应规律及蜂窝结构在冲击过程中的力学行为;比较不同撞击速度条件下,弹体高速撞击蜂窝结构过程中过载响应时间历程的差异。研究结果表明:刚性弹体高速撞击造成的蜂窝结构压溃是高度局部化的力学行为,压溃首先发生在蜂窝结构顶端,并随弹体运动由顶端向底端传播;弹体对蜂窝结构冲击压缩过程可分为初始冲击、稳态压缩、密实压缩3个阶段,可分别对应弹体的加速度、速度、位移曲线中相应的响应特征;初始冲击阶段的速度曲线呈明显的阶梯状下降形态,为应力波在弹体中周期性传播导致;3发实验的初始冲击阶段过载峰值相差不大,稳态区持续时间随弹体撞击速度的增加而减小,密实区过载峰值随弹体撞击速度的增加而增加。
魏欣, 张云峰, 赵奇峰, 随亚光, 张德志, 张钱城. 刚性弹体撞击蜂窝结构高过载特性[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1321-1329.
WEI Xin, ZHANG Yunfeng, ZHAO Qifeng, SUI Yaguang, ZHANG Dezhi, ZHANG Qiancheng. Overload Characteristics of Rigid Projectile Impacting Honeycomb Structures at High Velocities[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(5): 1321-1329.
序号 | 弹体质 量/kg | 弹体速度/ (m·s-1) | 蜂窝壁 厚/mm | 蜂窝单元 边长/mm | 蜂窝长 度/mm |
---|---|---|---|---|---|
1 | 8.18 | 182 | 0.30 | 5 | 400 |
2 | 8.38 | 218 | 0.30 | 5 | 400 |
3 | 8.30 | 246 | 0.30 | 5 | 400 |
表1 实验工况
Table 1 Experimental conditions
序号 | 弹体质 量/kg | 弹体速度/ (m·s-1) | 蜂窝壁 厚/mm | 蜂窝单元 边长/mm | 蜂窝长 度/mm |
---|---|---|---|---|---|
1 | 8.18 | 182 | 0.30 | 5 | 400 |
2 | 8.38 | 218 | 0.30 | 5 | 400 |
3 | 8.30 | 246 | 0.30 | 5 | 400 |
序号 | 弹体速度/ (m·s-1) | 实验加速度 峰值/104g | 预测加速度 峰值/104g | 偏差/ % |
---|---|---|---|---|
1 | 182 | -2.10 | -2.13 | 1.4 |
2 | 218 | -2.19 | -2.09 | 2.3 |
3 | 246 | -1.93 | -2.11 | 9.3 |
表2 实验与理论预测的加速度峰值对比
Table 2 Comparison of experimental peak acceleration and theoretical peak acceleration
序号 | 弹体速度/ (m·s-1) | 实验加速度 峰值/104g | 预测加速度 峰值/104g | 偏差/ % |
---|---|---|---|---|
1 | 182 | -2.10 | -2.13 | 1.4 |
2 | 218 | -2.19 | -2.09 | 2.3 |
3 | 246 | -1.93 | -2.11 | 9.3 |
序号 | 弹体速度/(m·s-1) | Ebd/kJ | am/104g |
---|---|---|---|
1 | 182 | 134.0 | 0.45 |
2 | 218 | 172.9 | 0.58 |
3 | 246 | 262.4 | 0.88 |
表3 3发实验的总吸能量和平均加速度
Table 3 Total energy absorption and average acceleration from the three experiments
序号 | 弹体速度/(m·s-1) | Ebd/kJ | am/104g |
---|---|---|---|
1 | 182 | 134.0 | 0.45 |
2 | 218 | 172.9 | 0.58 |
3 | 246 | 262.4 | 0.88 |
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