兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (7): 2260-2269.doi: 10.12382/bgxb.2023.0422
收稿日期:
2023-05-15
上线日期:
2023-07-13
通讯作者:
基金资助:
ZHANG An, LI Changsheng*(), ZHANG He, MA Shaojie, YANG Benqiang
Received:
2023-05-15
Online:
2023-07-13
摘要:
为保证硬目标侵彻引信在战场上可靠作用,采用仿生学原理设计一种仿竹型侵彻引信防护微结构(Imitation bamboo type Penetration fuze protection Microstructure,IPM)。根据缓冲吸能机理,推导引信缓冲系统的动力学模型。采用Abaqus显式动力有限元方法对IPM和传统直边结构在典型侵彻工况下的力学性能进行数值模拟,对比分析两种结构的缓冲防护性能和抗压机理。结合金属材料(AlSi10Mg和GH4169)和3D打印的制造优势,采用激光选区融化技术制备两种结构,探究不同胞元几何形状的抗压强度和能量吸收特性,验证所建立的有限元模型的可靠性。仿真结果表明:IPM表现出明显的负泊松比效应和变形整体性,能够较好地消除应力集中,可使侵彻过载峰值平均衰减131%;3D打印结果表明,GH4169成型效果更好,特征完整,结构强度高,更适合作为细微结构的打印材料。准静态压缩结果表明,IPM的初始屈服应力高于传统直边结构,在平台区表现出明显的优势,总吸能量比传统直边结构高出72%。所得研究结果为硬目标侵彻引信防护方法提供了一种新的策略。
中图分类号:
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ZHANG An, LI Changsheng, ZHANG He, MA Shaojie, YANG Benqiang. Experimental Study on IPM for Buffering and Energy Absorption[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(7): 2260-2269.
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
厚度t/mm | 0.15 | 半径r/mm | 0.55 |
斜角θ/(°) | 45 | 高度h/mm | 1.4 |
曲率k | 0.5 | 长度l/mm | 5 |
表1 胞元几何参数
Table 1 Cell geometry parameters
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
厚度t/mm | 0.15 | 半径r/mm | 0.55 |
斜角θ/(°) | 45 | 高度h/mm | 1.4 |
曲率k | 0.5 | 长度l/mm | 5 |
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