高速飞行杆对钢板的侵彻研究仿真(2)
3.5.1 垂直侵彻弹靶作用过程分析26
结论31
致谢 32
参考文献33
1 绪论
1.1 背景及意义
空空导弹是从飞行器上发射攻击空中目标的导弹。歼击机的主要武器之一，也用作歼击轰炸机、强击机、直升机的空战武器。此外，从理论上讲它也可以作为加油机、预警机等军用飞机的自卫武器。空空导弹由制导装置、战斗部、引信、动力装置、弹体与弹翼等组成。它与机载火力控制、发射装置和测试设备等构成空空导弹武器系统。空空导弹（air-to-air missile）与地地导弹、地空导弹相比，具有反应快、机动性能好、尺寸小、重量轻、使用灵活方便等特点。与航空机关炮相较，具有射程远、命中精度高、威力大的优点。它与机载火控系统、发射装置和检查测量设备构成空空导弹武器系统。
战斗部是用来摧毁，破坏目标，杀伤有生力量的战斗部件，它的使用，使得导弹有别于其他飞行器而成为武器。战斗部有装填物，壳体，引信和传爆系列四部分组成。杀伤战斗部主要用来攻击飞机，非航式导弹等空中目标，也可以用来攻击地面一切有生力量及机场上各类飞机，汽车，雷达设备，各种轻重武器。杀伤战斗部主要有三种结构形式，即破片式结构，条状式结构，聚能效应结构。“高速飞行杆对钢板的侵彻”属于破片式结构杀伤战斗部。破片式杀伤战斗部的作用特点，是靠它在空中爆破后产生大量高速飞行碎片直接打击目标，使目标损伤或破坏。破片的破坏作用可归纳为击穿破坏作用，引燃作用和引爆作用。“高速飞行杆对钢板的侵彻”属于击穿破坏作用。击穿作用是破片击穿飞机的座舱，发动机，燃油系统，润滑系统，操纵系统以及飞机的结构（如蒙皮，梁，框，翼肋等受力构件）等构件，使部件遭受破坏而摧毁飞机。在本文中破片是空空导弹战斗部爆炸后抛散出的高速杆条，杆条对目标物进行侵彻穿透，完成导弹攻击任务。
本论文通过应用国际上先进的显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA10.0对“高速飞行杆对钢板的侵彻”这一过程进行有限元数值模拟仿真。旨在通过数值模拟仿真，探索侵彻机理和侵彻角度对侵彻的影响规律，从而总结经验，为导弹的研制提供个方面的数据参考。
1.2 国内外研究发展概况
1.2.1 实验研究
从本质上说，几乎所有的侵彻问题都依赖于试验，试验意志使弹丸侵彻研究的主要手段，人们提出了许多试验方法，开展了大量的实验研究工作，这些试验为人们总结经验公式，认识各个参量之间的相互关系，理解侵彻过程的力学机理提供了必不可少的数据。如，Magness和Farrand的重要试验首次证明了钨合金弹相比，铀弹由于其特殊力学性质，在弹靶撞击过程中有“自锐”效应的出现，大大提高了侵彻效能；G.I.Taylor等的经典实验证明了金属材料有约90%左右的塑性功引起升温，这一结果对近似为绝热过程的冲击现象研究极为重要；另一些学者的试验对冲击载荷下该温度转化系数进行了研究，发现这一系数并不是常数，而是随着材料、应变、应变率变化的；在国内李永池等将微裂缝和微孔洞型裂纹分别引入到本构方程中，并对内部爆炸载荷作用下的金属管（包括钨合金）的变形、破坏过程进行了研究；周敏通过压/剪炮装置冲击纯钨，但未发现损伤和裂纹的影响，他归结为静水压力抑制了裂纹的萌生与扩展；吴胜荣，周鹤荣等采用X光高速摄影技术获得了12.7mm穿燃弹、12.7mm穿爆燃弹等弹靶作用过程照片，得出了这两种枪弹较为详细的穿甲过程；董翰、李桂芬等人采用12.7mm弹道枪垂直侵彻高强度装甲钢板，验证了高强度钢板绝热剪切引起的冲塞装甲；王琳、王富耻等人对空心弹体侵彻金属靶板进行了实验研究等。