中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名：張新學(xué)號(hào)：0601064208學(xué)院、系：機(jī)電工程學(xué)院、機(jī)電控制工程系專業(yè)：彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)設(shè)計(jì)題目：多功能彈穿甲特性及穿甲強(qiáng)度分析計(jì)算指導(dǎo)教師:王芳講師2010年3月01日畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、本課題來(lái)源自選二、本課題研究目的及意義本文以小口徑多功能彈為研究對(duì)象，采用國(guó)際上先進(jìn)ANSYSLS-DYNA的動(dòng)力學(xué)分析軟件開(kāi)展彈丸對(duì)靶板侵徹的數(shù)值模擬仿真。旨在通過(guò)數(shù)值模擬，初步探索這種小口徑多功能彈的侵徹機(jī)理和各種因素對(duì)侵徹過(guò)程的影響規(guī)律，從而總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為新彈研制提供參考。三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀（一）多功能彈的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)：多功能化是小口徑火炮和大口徑機(jī)槍彈藥的發(fā)展趨勢(shì)之一1。彈底觸發(fā)引信靈敏度是配用彈底引信的多功能彈發(fā)展的主要關(guān)鍵技術(shù)，在我國(guó)已有重大突破。無(wú)引信而以煙火藥引爆炸藥裝藥的多功能彈在西方已得到推廣，其突出特點(diǎn)是效費(fèi)比高，但發(fā)射安全性略低，威力也偏小。研制中的配用中間引信的多功能彈是國(guó)外最新發(fā)展動(dòng)向，它對(duì)厚裝甲目標(biāo)的穿甲效能幾乎與實(shí)心穿甲彈的相當(dāng)2。多功能彈藥就是在一發(fā)彈上同時(shí)具有爆破和穿甲等多種功能的彈藥3。早在上世紀(jì)30年代初一德國(guó)人就在30式航空彈藥上發(fā)展了殺傷、爆破、燃燒彈藥，到60年代末，很多多功能彈藥相繼出現(xiàn)。在上世紀(jì)70年代，挪威研制了NM75式20rain多功能彈，該彈具有侵徹、燃燒、殺傷和爆破等多種功能，主要用于地面部隊(duì)和艦船低空防御，還可以用于地面支援和攻擊小型海上飛機(jī)。該彈彈丸由鉛制頭部、第一燃燒裝藥、彈體、第二燃燒裝藥、炸藥裝藥、自毀裝置和曳光管組成，彈丸飛行4s后自毀4。未來(lái)彈藥的發(fā)展方向是遠(yuǎn)程壓制、精確打擊及高效毀傷，工程塑料在彈藥上的應(yīng)用已逐漸由功能部件擴(kuò)展到輕質(zhì)化結(jié)構(gòu)部件，其發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：(1)進(jìn)一步提高工程塑料的性能通過(guò)改性采用先進(jìn)的材料、生產(chǎn)設(shè)備與制造工藝提高現(xiàn)有工程塑料的性能和質(zhì)量，如采用合金化、摻混化和復(fù)合化實(shí)現(xiàn)工程塑料的高性能化，高性能塑料的低成本化、實(shí)用化和功能化，熱固性塑料的高性能化和易加工化以進(jìn)一步滿足彈藥的發(fā)展需求5。(2)發(fā)展高性能和多功能的彈藥用工程塑料隨著彈藥技術(shù)的發(fā)展，對(duì)彈藥用工程塑料的需求也將由通用品級(jí)向高性能品級(jí)發(fā)展，由單功能工程塑料向多功能工程塑料發(fā)展，應(yīng)研制具有耐腐蝕、抗沖擊、耐高溫磨蝕、電絕緣、強(qiáng)度高、透波性好及結(jié)構(gòu)一體化的多功能工程塑料品種6。（二）穿甲彈的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)穿甲彈是摧毀具有多層防護(hù)之堅(jiān)硬目標(biāo)的有效工具，其打擊過(guò)程屬高速?zèng)_擊動(dòng)力學(xué)研究范疇,涉及高壓、高溫、高速和結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料破壞,包括沖塞、打擊、層裂、崩落、濺飛等各種復(fù)雜形式7。穿甲彈是發(fā)射后靠動(dòng)能穿透裝甲的一種彈藥，主要用于毀傷坦克、裝甲車輛、自行火炮、艦艇、飛機(jī)等目標(biāo)。穿甲彈具有初速高、直射距離大、射擊精度好等特點(diǎn)，是目前各種口徑火炮的主用彈藥之一，穿甲彈穿甲能力極強(qiáng)，可擊穿大傾角的裝甲和新型復(fù)合坦克裝甲，現(xiàn)已廣泛用于攻防各種空中與地面目標(biāo)8。在八十年代，穿甲彈對(duì)現(xiàn)代的輕型裝甲目標(biāo)的侵徹作用有了突破性進(jìn)展9。125mm穿甲彈是我軍新型主戰(zhàn)坦克火炮配備的高初速、高性能尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈，已于當(dāng)今世界處于先進(jìn)水平10。隨著各種新型裝甲的不斷出現(xiàn)，且日益完善，特別是第二代反應(yīng)裝甲額出現(xiàn)，迫使穿甲彈必須更加廣泛地采用新技術(shù)，以期在裝甲的斗爭(zhēng)中處于主動(dòng)地位。新型穿甲彈除了應(yīng)繼續(xù)提高對(duì)付均質(zhì)裝甲、復(fù)合裝甲的能力外，還必須能有效的對(duì)付反應(yīng)裝甲和主動(dòng)防護(hù)，同時(shí)提高有效射程和首發(fā)命中率11。桿式穿甲彈的穿甲能力主要取決于著靶比動(dòng)能、彈體結(jié)構(gòu)、彈體材料特性、著靶姿態(tài)。桿式穿甲彈的改進(jìn)與發(fā)展一般是圍繞這幾個(gè)方面進(jìn)行的，其發(fā)展方向可歸于以下幾個(gè)方面：1提高彈丸著靶動(dòng)能；2減少?gòu)椡柘麡O能量；3采用新的高性能彈體材料與工藝；4研究對(duì)抗第二代反應(yīng)裝甲并兼顧其它裝甲目標(biāo)的穿甲彈結(jié)構(gòu)；5提高有效射程及命中率；6將制導(dǎo)技術(shù)與火箭彈技術(shù)引入穿甲彈發(fā)展動(dòng)能導(dǎo)彈等12。從發(fā)展上看，穿甲彈經(jīng)歷了三代產(chǎn)品，第一代是不脫殼的普通穿甲彈；第二代是旋轉(zhuǎn)脫殼穿甲彈；第三代是大威力的尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈13。穿甲彈工作原理：靠彈丸的撞擊作用穿透裝甲，并利用殘余彈體的動(dòng)能鋼甲的碎片或炸藥的爆炸作用毀傷裝甲后面的有生力量和器材14。（三）LS-DYNA軟件的簡(jiǎn)單介紹LS-DYNA是一個(gè)由DYNA程序發(fā)展而來(lái)的以顯式為主、隱式為輔的通用非線性動(dòng)力分析有限元程序,用以求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性問(wèn)題。該程序的單元眾多每種單元又有多種理論算法可供用戶選擇,同時(shí)還擁有上百種金屬和非金屬材料模型,并考慮了材料的失效、損傷、蠕變、粘性、各向異性、溫度相關(guān)性和應(yīng)變率相關(guān)性,故其全自動(dòng)接觸分析功能強(qiáng)大,可對(duì)彈體高速碰撞目標(biāo)結(jié)構(gòu)組件后的動(dòng)力響應(yīng)、打擊深度等進(jìn)行深入的模擬分析。其中,由于考慮了材料失效和侵蝕接觸使得