[发明专利]一种弹体侵彻过载快速评价方法

说明书

本发明涉及一种弹体侵彻过载快速评价方法，采纳目前国内外较为成熟并被普遍采用的研究结论和成果，对弹体侵彻过载的特征参数进行量纲分析，结合不同口径火炮的弹体侵彻过载实验，并对获取的数据进行处理，拟合后得到弹体过载特征参数计算公式的具体表达式，再以该具体表达式对弹体侵彻过载做出理论计算，与实测数据对比后，即可对弹体侵彻是否过载进行快速评价。本发明的有益效果是：本发明提出的弹体侵彻过载快速评价方法，克服了目前单纯由实验或理论分析评价弹体侵彻过载的不足，具有评价结果精准快速的特点，有助于降低试验成本，缩短研究周期，不仅可应用于侵彻过载的评价，还可应用于侵彻实验弹体的设计。

技术领域

本发明涉及弹体侵彻效应技术领域，具体是一种弹体侵彻过载快速评价方法。

背景技术

弹体侵彻过程中所承受的过载大大高于在空气中飞行时的过载，一般在10×10⁴g到5×10³g之间，这就对实验弹体提出了苛刻要求，弹体材料的力学性能能否满足在介质中的侵彻要求，弹体结构设计是否合理，特别是如果弹体含有装药和引信，装药的安定性能否满足高过载要求，引信强度必须能承受高过载，以上都与弹体侵彻过载密切相关，弹体侵彻过载的准确评价是设计实验弹体和制定侵彻实验方案的重要基础性工作。目前，弹体侵彻过载的研究和评价手段主要是实验、理论分析和数值仿真，实验结果虽然直观可靠，但实验周期长、耗费巨大；而数值仿真一方面由于数值计算结果严重依赖于本构模型及其参数的选取，另一方面则由于弹体侵彻目标的作用过程非常复杂，要想对整个作用过程进行数值计算，需要巨大的计算网格(主要是目标模型)，在保证计算精度的前提下，要实现这一目标，在目前的计算条件下往往是不现实的；而理论分析一般都对力学过程进行了简化，且分析结果严重依赖于材料模型的选取，一般也给不出显式解，需要编程计算。

发明内容

本发明的目的是提出一种弹体侵彻过载快速评价方法，充分结合实验和理论分析的长处，并采纳目前国内外较为成熟并被普遍采用的研究结论和成果，解决目前弹体侵彻过载评价方法不及时不准确的问题，实现弹体侵彻过载特征参数的快速评价。

本发明采用以下技术方案：

一种弹体侵彻过载快速评价方法，包括以下步骤：

步骤S1：假设弹体以常规弹速正侵彻混凝土，弹体满足刚性，对弹体侵彻过载的特征参数进行量纲分析，弹体过载特征参数T包括：过载峰值A_max、到达过载峰值的历时t_s、和侵彻全程历时t_e，所有影响因素的依存关系为：

T＝f(M,D,N,V,ρ,σ,g)；

上式中，M为弹体质量、D为弹体直径，N为弹头形状因子，其中弹头形状因子N可由不同头部形状的几何尺寸直接求出；V为侵彻初速，ρ为靶标材料密度，σ为靶标材料强度，g为重力加速度，根据量纲分析导出侵彻过载特征参数的无量纲关系式分别为：

公式(1)、(2)、(3)中，

步骤S2：进行弹体侵彻过载实验，并对获取的数据进行处理；包括以下步骤：

步骤2.1：利用不同口径火炮开展正侵彻混凝土过载测试系列实验，实验前在实验弹体中安装过载测试传感器，其测量方法是在发射弹体前，将调试好的存储式测试记录仪安装在弹体内，试验完毕回收弹体后，取出记录仪，通过数据接口读取数据，并进行波形分析处理；

步骤2.2：结合模态分析和对每个实测侵彻过载信号进行频谱分析，以实际的第一阶模态频率为截止频率进行滤波；

步骤2.3：对实测过载信号进行滤波获得的试验弹的刚体过载进行一次、二次积分，分别得到试验弹的侵彻速度、侵彻位移；