EFP侵彻钢靶板的SPH法数值模拟与影响因素分析

"本文主要探讨了EFP(爆炸成形弹丸)侵彻钢靶板的过程，采用光滑粒子法(SPH)进行数值模拟研究。通过应用完全变光滑长度SPH方法来处理爆炸过程中物理参数的剧烈变化，以及Ott-Schnetter提出的修正SPH方法解决多介质大密度差问题的数值不稳定性。同时，使用Johnson-Cook本构模型来描述钢板在冲击载荷下的变形和损伤。研究结果分析了弹丸头部速度的变化、药罩厚度对侵彻效果的影响以及不同尺寸靶板的破坏形态，证实了该方法适用于模拟大变形破坏损伤问题。" 本文是一篇发表于2013年的工程技术论文，专注于爆炸成形弹丸(EFP)对钢靶板侵彻过程的数值模拟研究。EFP是一种特殊的弹丸，由爆炸作用形成，具有高穿透力。SPH(smoothed particle hydrodynamics)是一种无网格的数值计算方法，尤其适用于处理复杂几何形状和大变形问题。在本文中，研究者采用了完全变光滑长度SPH方法来改善模拟爆炸过程中密度等物理参数的陡峭变化，确保了计算的精度。 为了解决多介质环境中的大密度差异导致的数值稳定性问题，研究中引用了Ott-Schnetter提出的修正SPH方法。此方法有助于减少计算过程中可能出现的数值误差，确保模拟结果的可靠性。此外，研究还利用了Johnson-Cook本构模型，这是一个常用的材料模型，能够描述材料在高速冲击下的塑性变形和损伤，特别是钢板在受到EFP侵彻时的行为。 通过数值模拟，研究者深入分析了弹丸头部速度的变化趋势，揭示了药罩厚度对弹丸速度和侵彻过程的影响。药罩是控制EFP形成的关键部分，其厚度直接影响到弹丸的形成质量和侵彻性能。同时，他们还考察了不同尺寸的靶板在受到EFP侵彻时的破坏模式，这些结果有助于理解EFP侵彻的物理机制，并为实际的防护设计提供参考。 总体而言，这项研究通过SPH数值模拟，为理解和优化EFP侵彻钢靶板的过程提供了有价值的理论依据。这种方法不仅适用于模拟爆炸和冲击造成的大幅变形和损伤问题，也为未来相关领域的研究提供了基础。