1.侵彻作用模拟方法

活性复合结构侵彻体侵彻作用模拟分析中，暂不考虑强冲击作用下活性材料芯体爆燃反应，将其视作惰性材料，重点分析壳体材料、侵彻体长径比对侵彻作用影响规律，弹靶几何模型及结构参数如图2.39所示，数值计算模型如图2.40所示。侵彻体壳体长100 mm、直径30 mm；活性芯体总长75 mm、直径20 mm，头部设置金属块，长10 mm。考虑到对称性，数值计算中采用1/4模型。同时，为分析芯体内应力分布，沿芯体轴线方向均匀设置若干个观测点。

图2.39　弹靶几何模型及结构参数

图2.40　数值计算模型

分析中，侵彻体壳体（钨合金、合金钢、青铜）、活性芯体、靶板材料（装甲钢）均采用Shock状态方程。钨合金、硬铝、活性材料及合金钢采用Johnson-Cook强度模型，装甲钢采用von Mises强度模型。

此外，侵彻过程中材料的破坏失效显著受载荷状态影响，分析中，材料的失效均通过主应力失效准则描述，当最大拉伸主应力或剪应力超过材料失效极限时，材料即发生失效。主要材料参数列于表2.10。

表2.10　主要材料参数(www.daowen.com)

2.侵爆作用模拟方法

活性复合结构侵彻体侵爆作用模拟分析中，考虑强冲击作用下活性材料芯体爆燃反应，重点分析芯体材料、靶板材料对侵彻作用影响规律，侵彻体基本结构如图2.41所示，弹靶作用分析模型如图2.42所示。活性复合结构侵彻体主要由壳体、活性材料芯体、头部金属块三部分组成。弹体长度和直径分别为100 mm和30 mm，活性芯体长度和直径分别为75 mm和20 mm，头部金属块厚度为10 mm。靶板由主靶板和两层后效靶组成，主靶板材料为装甲钢，厚度为20 mm，1＃后效靶和2＃后效靶均为2024铝，厚度分别为3 mm和2 mm，主靶板和1＃后效靶间隔200 mm，1＃后效靶和2＃后效靶间隔150 mm。考虑到正侵彻条件下模型对称性，计算中，采用1/4模型，并沿活性材料芯体轴向均匀设置8个观测点。

图2.41　侵彻体基本结构

图2.42　弹靶作用分析模型

计算中基于AUTODYN-3D平台，采用拉格朗日算法。需要特别说明的是，被激活发生爆燃反应的活性材料采用两相Powder Burn状态方程，单元内气体和固体同时存在，以模拟材料爆燃反应。未激活活性材料采用Shock状态方程，描述活性材料受压膨胀的力学行为，具体材料参数列于表2.11。

表2.11　计算所用材料模型