超高速撞击薄板的球形弹丸临界破碎速度分析.pdfVIP

第

41

卷第

4

期航

天

器

环

境

工

程Vol.

41,

No.

4

2024

年

8

月SPACECRAFT

ENVIRONMENT

ENGINEERING459

E-mail:

htqhjgc@126.comTel:

(010

超高速撞击薄板的球形弹丸临界破碎速度分析

1234*

白凯强，张春波，何起光，陈小伟

（1.

北京理工大学

机电学院，北京

100081；

2.

北京机电工程总体设计部，北京

100854；

3.

中国工程物理研究院

流体物理研究所，绵阳

621900；

4.

北京理工大学

前沿交叉科学研究院，北京

100081）

摘要：超高速撞击薄板的球形弹丸的临界破碎速度目前主要通过实验和数值模拟确定。文章提出一种

求解弹丸临界破碎速度的理论思路：根据临界破碎前/后弹丸尾部特征点速度不同的特性，分别建立描述

弹丸尾部特征点在临界破碎前/后速度的理论模型；基于两速度模型相等的临界条件，理论求解不同弹靶

厚径比下弹丸的临界破碎速度，并与Piekutowski实验及经验曲线相关数据进行比较；进一步用FE-SPH

自适应耦合方法数值模拟铝球超高速撞击铝板过程，对弹丸临界破碎速度理论模型预测值两侧的工况进行

数值模拟验证。分析结果表明：理论模型预测值与实验和数值模拟结果吻合良好。该理论研究成果还可推

广至不同材质弹/靶的球形弹丸超高速撞击薄板情形，对指导Whipple防护结构的设计具有重要意义。

关键词：超高速撞击；弹丸临界破碎速度；碎片云；特征点速度；理论模型

中图分类号：O389;

V441.9文献标志码：A文章编号：1673-1379(2024)04-0459-09

DOI:

10.12126/see.2023168

Analysisoffragmentationinitiationthresholdvelocityforhypervelocity

impactingofsphericalprojectilesonthinwalls

1234*

BAI

Kaiqiang,

ZHANG

Chunbo,

HE

Qiguang,

CHEN

Xiaowei

(1.

School

of

Mechatronical

Engineering,

Beijing

Institute

of

Technology,

Beijing

100081,

China;

2.

The

System

Design

Institute

of

Mechanical-Electrical

Engineering,

Beijing

100854,

China;

3.

Institute

of

Fluid

Physics,

China

Academy

of

Engineering

Physics,

Mianyang

621900,

China;

4.

Advanced

Research

Institute

o