理论教育 弹丸侵彻的卵形理论探讨

弹丸侵彻的卵形理论探讨

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1.21卵形弹丸侵彻薄靶过程假设弹丸侵彻距离为l时,对应穿孔半径为d。

弹丸侵彻的卵形理论探讨

卵形弹丸侵彻薄靶过程如图1.21所示。其侵彻过程与平头弹类似,假设同上,认为第一个侵彻过程内花瓣无径向拉伸,花瓣与卵形头部曲线相切。由图1.21可知,弹丸平顶部半径为r1,卵形圆弧延伸,顶点为O,弹顶O点到平顶的距离为l0,离弹顶l处头部母线的切线与弹轴的夹角为α。

图1.21 卵形弹丸侵彻薄靶过程

假设弹丸侵彻距离为l时,对应穿孔半径为d。为便于计算,把侵彻过程等间距分为若干段,求出各段过程末的速度和时间,即可得弹丸运动规律。

1.侵彻过程弹丸速度损失

在第一阶段,弹丸侵彻过程的位移为平顶部长和薄靶厚度之和,则弹丸速度损失可表述为

在该距离内,速度v1可表述为

所用的时间t1可表述为

第i段侵彻过程中,速度损失Δvi和速度vi可通过同样方法获得。

速度损失Δv可表述为

由几何关系,变形量δ1、侵彻距离l1和tan α分别可表述为

M(x)可表述为

由式(1.45)和式(1.47),瞬时速度v可表述为

式中

上式表明,已知侵彻距离l和穿孔半径d值,即可得弹丸瞬时速度v。

第二距离间隔的速度v2

式中

同理,可得到侵彻过程各段内速度和速度损失。

2.侵彻过程弹丸受力分析

1)轴向力FA

第一阶段侵彻过程中,平均轴向力FA可表述为(www.daowen.com)

在第二阶段侵彻过程中,弹丸所受轴向力FA可表述为

综合可获得弹丸所受平均轴向力FA

式中

由上式可知,若已知各段内速度v、侵彻距离l和侵孔半径d值,即可得到该段内弹丸所受轴向力FA,其中d、l关系可表述为

2)径向力Fr

在第一阶段侵彻过程中,薄靶材料无径向运动,弹丸不受径向力。在第二阶段侵彻过程中,微元体的径向位置r3

微元体的径向速度img

微元体径向速度与r2有关,由式(1.15),其径向冲量dMt(r)为

因此,单个花瓣的径向冲量Mt(r)可表述为

单个花瓣所受径向力Fr

将径向冲量Mt(r)对l1微分,代入式(1.62)得

式中

将速度v、侵彻距离l和侵孔半径d以第二阶段内的值代入,即可得到该阶段的径向力Fr 2。其中

同理可得第i阶段内花瓣径向力Fri

3)单位周长载荷

对弹丸而言,单位周长上轴向力LA可表述为

弹丸单位周长上径向力Lr可表述为

弹丸单位周长上的综合载荷L可表述为

载荷与弹轴的夹角β可表述为

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