[发明专利]一种弹体正侵彻分层介质运动规律的评价方法

权利要求书

1.一种弹体正侵彻分层介质运动规律的评价方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤S1：根据单层无限介质侵彻运动规律，弹体正侵彻过程分为成坑阶段和稳定侵彻阶段，在成坑阶段，假设弹体轴线方向的弹体阻力F如公式下：

F＝cz,0≤z≤4a (1)，

在稳定侵彻阶段，假设沿弹体轴线方向弹体阻力F如下：

F＝πa²(R+NρV²),4a≤z≤P (2)，

其中公式(2)采用的是空腔膨胀理论给出的阻力表达式，上述公式(1)、(2)中，F为弹体瞬时阻力；Z为弹体位移；V为弹体速度；c为待定系数；a为弹体半径；R与静阻力有关，通过试验结果直接确定；Nρ V²与动阻力相关，ρ为靶体初始密度；P是最终侵彻深度；

公式(2)中，

对于卵形弹头：r为弹头曲率半径；

对于锥形弹头：L_n为头部长度；

对于球形弹头：r为球的半径；

最终侵彻深度P的计算公式如下：

公式(3)中，V_K为成坑阶段结束后弹体的剩余速度，

待定系数V_S为弹体初始速度；

弹体最大过载A的计算公式如下：

与静阻力相关参数R由下式计算，

反映弹体正侵彻过程运动规律的参数为：加速度g、速度V、位移Z、侵彻历时t，按下述步骤推导得到其解析解：

步骤S1.1：由牛顿第二定律和初始条件，成坑阶段：

其中定义t_K为弹体到达z＝4a时的时间，此时V＝V_K，

步骤S1.2：稳定侵彻阶段：

步骤S2：多层介质侵彻运动规律计算，包括以下步骤：

步骤S2.1：第一层按公式(13)计算，当第一层为无限厚度时的侵彻深度为H₁，T₁为第一层实际厚度，如果H₁≤T₁，按单层介质的成坑阶段和稳定侵彻阶段计算弹体的运动规律，弹体侵彻经历时间t₁为：

如果H₁T₁，按以下公式计算弹体穿越第一层后的剩余速度V₁、经历时间t₁：

步骤S2.2：第二层按式(13)计算，此时不记公式中的4a一项，第二层为无限厚度时的侵彻深度为H₂，第二层实际深度为T₂，如果H₂≤T₂，按下列公式计算第二层中弹体的运动规律：

弹体侵彻经历时间t₂为：

如果H₂T₂，按以下公式计算弹体穿越第二层后的剩余速度V₂、经历时间t₂：

步骤S2.3：第n层按式(13)计算，此时不记公式中的4a一项，第n层为无限厚度时的侵彻深度H_n，第n层为实际厚度为T_n，如果H_n≤T_n，按下列公式计算第n层中弹体的运动规律：

如果H_nT_n，按以下公式计算弹体穿越第n层后的剩余速度V_n、经历时间t_n：

步骤S2.4：第n+1层以第n层剩余速度V_n、经历时间t_n按上述计算方法依次类推一直计算到弹体速度为0；

步骤S3：通过以上计算，分别绘制侵彻过程中每一层的加速度、速度、位移的时程曲线图，合并后分别得到弹体侵彻全程的加速度、速度、位移的时程曲线图，全程的加速度、速度、位移的时程曲线图即为弹体正侵彻分层介质时完整的运动规律。