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申请/专利权人：西安近代化学研究所

摘要：本发明提供了一种基于累积形变的战斗部侵彻混凝土计算方法，包括：步骤1，确定材料力学性能：步骤101，材料力学性能测试。步骤102，材料力学性能参数拟合。步骤2，构建计算目标模型。步骤3，模型划分网格。步骤4，计算弹体和靶体的侵彻作用表面。步骤5，运动和受力数据参量计算：步骤501，计算1个时间步长内的数据参量。步骤502，计算一段时间内的数据参量。步骤6，计算过程停止或循环计算。步骤7，计算结果查看。该方法自主性高，可将材料测试结果作为输入，也可输入常用的材料模型，计算结果更加准确。使用简便，对硬件条件需求小，计算时间短，计算效率高。

主权项：1.一种基于累积形变的战斗部侵彻混凝土计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，确定材料力学性能：步骤101，材料力学性能测试：根据霍普金森杆加载试验分别计算得到材料的应力σ、应变ε和应变率获得系列应力应变曲线；所述的材料包括战斗部的弹体材料和靶体材料；战斗部的弹体材料为高强度钢材料，靶体材料为混凝土材料；步骤102，材料力学性能参数拟合：将步骤101获得的系列应力应变曲线输入拟合模型，拟合得到材料力学性能参数的广义形式；所述的拟合模型包括所述的战斗部的弹体材料的拟合模型和所述的靶体材料的拟合模型；步骤2，构建计算目标模型：所述的计算目标模型包括弹体几何模型、靶体几何模型、弹体材料模型以及靶体材料模型；根据战斗部的弹体和靶体的几何尺寸建立弹体几何模型和靶体几何模型，建立弹体几何模型和靶体几何模型的坐标系，赋予弹体初始速度，设定计算时间步长；根据步骤1得到的材料力学性能参数的广义形式建立弹体材料模型和靶体材料模型；步骤3，模型划分网格：将弹体几何模型和靶体几何模型的外表面划分成用于侵彻过程仿真计算的结构化网格，对网格按照三维空间位置顺序进行编号，并对每个网格的面、线和点分别进行编号，并对编号后的面赋予材料物理属性；步骤4，计算弹体和靶体的侵彻作用表面；按照空间拓扑形状计算弹体和靶体的重叠部分，若弹体和靶体未出现重叠，则进行步骤5的计算；若弹体和靶体出现重叠，重叠部分的弹体表面则为当前步长内侵彻作用表面，计作表面单元矩阵Zxi、yi、zi；式中：xi表示i单元节点的x轴向横坐标；yi表示i单元节点的y轴向纵坐标；zi表示i单元节点的z轴向竖坐标；i表示单元节点的编号；步骤5，运动和受力数据参量计算：步骤501，计算1个时间步长内的数据参量：所述的数据参量包括弹体有关的运动参量和靶体变形参量；所述的弹体有关的运动参量包括位移、速度、加速度、角加速度、角速度和角度；所述的靶体变形参量包括接触面上延速度方向形变和形变产生的作用力；根据靶体变形参量计算接触面上i单元节点应变：εxi＝xt+Δt-.xtcΔt式中：εxi表示i单元节点的x轴向应变；xi表示i单元节点的x轴向标识；xt+Δt表示i单元节点在t+Δt时刻的x轴向横坐标；xt表示i单元节点在t时刻的x轴向横坐标；c表示靶体介质声速；Δt表示一个计算步长的时间差；t表示计算时刻；根据接触面上靶体i单元节点应变计算单元受力：F＝Eεs式中：F表示i单元节点的受力；E表示靶体广义应力应变模型函数；ε表示i单元节点的应变；s表示i单元节点的面积；结合刚体动力学得到弹体运动微分方程为： 式中：Fx表示所受阻力沿x轴向的分量值；Fy表示所受阻力沿y轴向的分量值；Fn表示所受阻力的合力值；x表示x轴向的分量；y表示y轴向的分量；Z表示Z轴向的分量；β表示受力方向与y轴夹角；m表示弹体质量；Iz表示弹体对z轴的转动惯量； 表示弹体沿x轴向的加速度； 表示弹体沿y轴向的加速度； 表示弹体绕质心转动的角速度；步骤502，计算一段时间内的数据参量：一段时间分为多个时间步长，按照步骤501计算方法，累积计算一段时间内每个时间步长内的数据参量，实现模拟仿真弹体侵彻靶体的物理过程；步骤6，计算过程停止或循环计算；步骤7，计算结果查看。

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