兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (12): 3862-3871.doi: 10.12382/bgxb.2023.0289
所属专题: 爆炸冲击与先进防护
收稿日期:
2023-03-31
上线日期:
2023-12-30
通讯作者:
基金资助:
WANG Zaicheng, XU Yi, JIANG Chunlan*(), HU Rong, HE Zheng
Received:
2023-03-31
Online:
2023-12-30
摘要:
为研究钨锆钛活性破片穿靶后的耦合毁伤机理,开展了钨锆钛活性破片侵彻6mm Q235钢板和1.5mm铝板组成的间隔靶的弹道枪实验,观察钢靶穿孔模式、后效铝靶的毁伤模式及活性破片侵彻间隔靶的高速摄像,结合活性破片冲击反应理论、能量守恒原理,计算靶板变形能,分析化学能和动能在耦合毁伤中的贡献占比。研究结果表明:活性破片着靶速度小于800m/s时,钢靶塞块与破片碎片云在铝靶上造成隆起、侵坑、烧蚀破坏,着靶速度增大到1187m/s以上时,铝靶受前层钢靶塞块作用发生冲塞破坏,在碎片云的动能与化学能耦合毁伤作用下出现隆起、裂纹和花瓣翘曲;随着着靶速度的增大,后效靶毁伤面积与活性破片反应程度均呈增大趋势;化学能在耦合毁伤中的贡献度逐渐增大。
中图分类号:
王在成, 徐祎, 姜春兰, 胡榕, 何政. 钨锆钛活性破片对间隔靶的毁伤效应[J]. 兵工学报, 2023, 44(12): 3862-3871.
WANG Zaicheng, XU Yi, JIANG Chunlan, HU Rong, HE Zheng. Damage Effect of W/Zr/Ti Reactive Fragments on Spaced Targets[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(12): 3862-3871.
序号 | 破片类型 | 速度/ (m·s-1) | 前靶穿孔 模式 | 前靶穿孔 直径/mm | 后靶透光 面积/mm2 | 毁伤区 面积/mm2 | 裂纹 数目/条 | 后靶破坏 模式 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 活性破片 (6.35mm×6.35mm×6.35mm) | 647 | 未穿透 | 未穿透 | 未穿透 | 无毁伤 | 无裂纹 | 无破坏 |
2 | 698 | 冲塞 | 9.5 | 未穿透 | 无毁伤 | 无裂纹 | 无破坏 | |
3 | 798 | 冲塞 | 9.9 | 未穿透 | 1078 | 无裂纹 | 隆起 | |
4 | 1187 | 冲塞 | 10.2 | 80 | 2089 | 4 | 隆起+花瓣型 | |
5 | 1410 | 冲塞 | 10.5 | 526 | 2872 | 4 | 花瓣型 | |
6 | 1562 | 冲塞 | 10.7 | 979 | 3631 | 4 | 花瓣型 | |
7 | 1780 | 冲塞 | 10.8 | 1406 | 5879 | 4 | 花瓣型 | |
8 | 惰性破片 (6.35mm×6.35mm×6.35mm) | 1414 | 冲塞 | 9.1 | 200 | 310 | 无裂纹 | 冲塞 |
表2 不同破片侵彻间隔靶的实验数据
Table 2 Experimental data of reactive fragments penetrating spaced targets
序号 | 破片类型 | 速度/ (m·s-1) | 前靶穿孔 模式 | 前靶穿孔 直径/mm | 后靶透光 面积/mm2 | 毁伤区 面积/mm2 | 裂纹 数目/条 | 后靶破坏 模式 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 活性破片 (6.35mm×6.35mm×6.35mm) | 647 | 未穿透 | 未穿透 | 未穿透 | 无毁伤 | 无裂纹 | 无破坏 |
2 | 698 | 冲塞 | 9.5 | 未穿透 | 无毁伤 | 无裂纹 | 无破坏 | |
3 | 798 | 冲塞 | 9.9 | 未穿透 | 1078 | 无裂纹 | 隆起 | |
4 | 1187 | 冲塞 | 10.2 | 80 | 2089 | 4 | 隆起+花瓣型 | |
5 | 1410 | 冲塞 | 10.5 | 526 | 2872 | 4 | 花瓣型 | |
6 | 1562 | 冲塞 | 10.7 | 979 | 3631 | 4 | 花瓣型 | |
7 | 1780 | 冲塞 | 10.8 | 1406 | 5879 | 4 | 花瓣型 | |
8 | 惰性破片 (6.35mm×6.35mm×6.35mm) | 1414 | 冲塞 | 9.1 | 200 | 310 | 无裂纹 | 冲塞 |
破片初速/ (m·s-1) | 最大裂纹 长度/mm | 作用于靶板变形的 碎片云动能/J | 靶板变 形能/J | 化学能 贡献度 |
---|---|---|---|---|
798 | 无裂纹 | 38.4 | 155.8 | 0.312 |
1187 | 10.0 | 205.4 | 450.3 | 0.554 |
1410 | 35.2 | 290.2 | 723.6 | 0.601 |
1562 | 49.4 | 360.6 | 1058.8 | 0.660 |
1780 | 60.3 | 453.1 | 1552.3 | 0.708 |
表3 不同速度下靶板变形能及化学能在 耦合毁伤中的贡献度
Table 3 Contribution of deformation energy and chemical energy of target plate to coupling damage at different velocities
破片初速/ (m·s-1) | 最大裂纹 长度/mm | 作用于靶板变形的 碎片云动能/J | 靶板变 形能/J | 化学能 贡献度 |
---|---|---|---|---|
798 | 无裂纹 | 38.4 | 155.8 | 0.312 |
1187 | 10.0 | 205.4 | 450.3 | 0.554 |
1410 | 35.2 | 290.2 | 723.6 | 0.601 |
1562 | 49.4 | 360.6 | 1058.8 | 0.660 |
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