[发明专利]电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种破甲弹破甲毁伤物理模拟方法。属于装甲防护技术领域。

背景技术

评估靶板抗弹性能或建立靶材间等效关系可以利用终点弹道实验，通过枪炮弹丸对被研究材料制成靶板的侵彻效应来实现，或是利用有限元软件对侵彻碰撞问题进行数值仿真分析。目前，对于穿甲弹的物理模拟实验研究比较成熟，国内外已经研制出气体炮、电磁炮、电热炮和电弧炮等，而破甲弹由于聚能射流的产生及拉伸过程比较复杂，物理模拟技术的研究方法单一，现阶段只能根据相似定律，将试验用弹按比例缩小尺寸加工成模型弹。但进行实弹实验开销大、风险高，而数值仿真假设多、误差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、经济的电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法。

本发明的目的是这样实现的：一种电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法，所述方法是利用电极引弧微爆轰装置产生高能量爆轰波侵彻靶板，根据测得的同一爆轰参数下，两种不同靶板轰出的凹坑深度差异，判断靶板间抗弹能力的差异，将两者的侵彻深度比值做为两靶板抗弹效能的等效关系，据此建立等效靶板。

本发明电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法，所述电极引弧微爆轰装置包括空气压缩机、脉冲电源和爆轰波发生器，其中，爆轰波发生器安装在一数控铣床或数控车床的工作台上，空气压缩机产生的压缩空气随脉冲电源的阴极，通过电源导管输入爆轰波发生器的内腔。

本发明电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法，所述爆轰波发生器所采用的参数设置为：电流I=90 A，压力P=0.20 MPa，时间T=0.71 S，喷嘴与靶板间的距离L=5 mm；将两种靶板分别置于爆轰波发生器的喷嘴下方，用上述设计的引弧参数，各自连续引弧五次后，用游标卡尺测得凹坑深度，根据轰击出的凹坑深度存在差异，判断靶材抗弹能力的差异，两者的侵彻深度比值即为两靶板抗弹效能的等效关系，据此建立等效靶板。

本发明的有益效果是：

1、与破甲弹的破甲机理相似

聚能射流和爆轰波高速撞击靶板时，均瞬间在钢表面及周围形成塑性变形区、高压区和高温区的“三高”区域，材料受到高温而发生熔化、气化、分解、氧化等一系列变化而产生凹坑。同时，射流的高速动能和爆轰波的强大冲击力对材料产生冲击机械作用，使凹坑进一步加深。可见，聚能射流和爆轰波作用于钢板表面时，两者毁伤机理相似。

2、符合能量守恒原则

Feldman和Murphy等人经过大量的试验论证提出了“C=E/F” 的能量成坑准则。E、V分别为能量和开坑体积；C称为能量成坑比值因子或阻抗系数，表示为靶板每单位体积抗弹丸侵彻所消耗的能量。由于聚能射流和爆轰波这两种不同毁伤元毁伤机理相似，靶板每单位体积抗聚能射流和爆轰波侵彻消耗的能量也是相近的，也就说用于开坑的有效能量相同。因此，根据能量成坑准则，当能量相同的聚能射流和爆轰波分别作用于同一靶板时，开坑容积非常接近。

3、与破甲弹聚能射流效应相似

虽然爆轰波破甲与带凹槽的聚能装药破甲能量源不同，但有两个方面的相似：一是爆炸气体都汇聚成高温、高压和高速的气流，形成定向聚能气流；二是聚能气流集中作用于较小的面积上，依靠气流冲击波的高温、高压对目标产生较强破坏作用。把能量源看作黑匣子，只研究爆炸后产生的聚能气流作用于目标。这样把电极引弧微爆轰侵彻靶板转化为聚能装药（无药型罩）侵彻靶板。

本发明电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法可用于评估装甲防护性能，建立靶板等效关系。本发明方法安全、经济。

附图说明

图1为本发明涉及的电极引弧微爆轰装置结构示意图。

图2为本发明涉及的电极引弧微爆轰产生示意图。

空气压缩机1、脉冲电源2、压缩空气3、电源导管4、爆轰波发生器5、喷嘴6、靶板7、上作台8、电极9、凹坑10、爆轰波11、引弧微爆炸12、冷却气流13。

具体实施方式

本发明涉及的电极引弧微爆轰物理模拟破甲毁伤试验方法，是利用电极引弧微爆轰装置产生高能量爆轰波侵彻靶板，根据测得的同一爆轰参数下，不同靶板轰出的凹坑深度差异，判断靶板间抗弹能力的差异。将两者的侵彻深度比值做为两靶板抗弹效能的等效关系。据此建立等效靶板。