[发明专利]平头空心弹低速正侵彻下薄钢板弹道极限速度的计算方法

权利要求书

1.一种平头空心弹低速正侵彻下薄钢板弹道极限速度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据战斗部和防护结构的具体情况，确定平头空心弹体与靶板的几何尺寸和材料参数；

步骤2，确定弹道极限速度附近靶板的变形位移场，变形位移场的表达式为：

式中：w₀为变形位移场的幅值，单位为mm；r为点到撞击中心的距离，单位为mm；r_p为弹体的外半径，单位为mm；a为拟合系数，单位为m^-1；

步骤3，根据弹体和靶板的变形破坏特征，计算弹体和靶板的变形能：

弹体和靶板的变形能包括弹体的塑性变形能E_pp、弹靶作用过程中的剪切冲塞能E_s、靶板的塑性变形能E_tp，所述弹体的塑性变形能E_pp包括墩粗变形和空心部分的内凹变形所消耗的能量；

所述的弹体的塑性变形能E_pp与弹体前端空心部分的质量的初始动能成正比，其表达式为：

E_pp＝0.5km_pfv₀²＝0.125kπd_n²h_pρ_pv₀² (4)

式中：m_pf为弹体前端空心部分的质量；v₀为弹体的初始速度，单位为m/s；k为比例系数，其与弹体前端壁厚h_p，靶板厚度h_t，弹体材料与靶板材料的屈服强度σ_0p和σ_0t相关；ρ_p为弹体密度，d_n为空心弹体内径，h_p为弹体前端厚度；

步骤4，基于能量守恒原理确定平头空心弹正侵彻下薄钢板的弹道极限速度：

根据能量守恒原理，即弹体在侵彻靶板前的动能等于弹体侵彻靶板后弹体与冲塞块的动能、弹体的塑性变形能E_pp、剪切冲塞能E_s、靶板的塑性变形能E_tp之和，建立关于平头空心弹正侵彻下薄钢板的弹道极限速度的方程式，并求解弹道极限速度。

2.根据权利要求1所述的平头空心弹低速正侵彻下薄钢板弹道极限速度的计算方法，其特征在于，步骤1中所述的平头空心弹体的几何尺寸包括弹体长度L_P，弹体内径d_n，弹体外径d_e，弹体前端壁厚h_p，弹体侧壁厚h_c；靶板的几何尺寸包括靶板厚度h_t；弹体的材料参数包括弹体材料的密度ρ_p，弹性模量E_p，泊松比ν_p，准静态屈服强度σ_0p，失效应变ε_fp；靶板的材料参数包括靶板材料的ρ_t，弹性模量E_t，泊松比ν_t，准静态屈服强度σ_0t，失效应变ε_ft。

3.根据权利要求1所述的平头空心弹低速正侵彻下薄钢板弹道极限速度的计算方法，其特征在于，步骤3中所述的弹靶作用过程中的剪切冲塞能E_s为：

E_s＝2πr_eτ_dth_tδ_s (5)

式中：r_e为环形剪切带的半径，τ_dt为靶板的动态剪切强度，h_t靶板厚度，δ_s为剪切带宽度。