王玉凯，赵建新，韩国柱

(中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区火炮工程系，河北 石家庄050003)

基金项目：军内科研项目作者简介：〖HTSS〗王玉凯（1990—），男，硕士研究生，主要从事固体力学研究，wenjie894542005@outlook.com.

摘要：侵彻过程研究中的数值模拟是目前常用的方法，建模的合理性对模拟结果具有重要影响。应用ABAQUS对7.62 mm枪弹侵彻松木靶过程进行了仿真，模拟分析了不同网格单元条件下弹丸剩余速度和靶板损伤情况。结果表明：较为理想的单元类型为C3D8R单元，网格尺寸为1.30 mm，其仿真结果与实验值更接近。

关键词：松木靶；侵彻；数值仿真；单元；网格尺寸

中图分类号：O411.3;O347;TJ012.4   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)04-0112-04

目前，针对各种侵彻问题一般采用有限元法进行解决。单元和网格作为有限元方法的基础，对数值计算的规模、精度等有不可忽视的影响，为了得到客观、理想的仿真计算结果，研究人员需要分析其变化对仿真结果的影响程度。门建兵等［1］通过对比不同尺寸网格的数值计算结果，分析了单元尺寸对混凝土侵彻数值模拟的影响，获得了较为合理的网格尺寸。邓记松［2］通过模拟研究了压力容器的应力分析设计，明确了单元类型、单元技术和网格密度对有限元分析结果有直接影响。林华令等［3］采用拉格朗日网格描述法对混凝土侵彻问题进行了数值模拟分析，考察了拉伸失效模式、网格尺寸和销蚀应变对模拟结果的影响，得到的结论是网格尺寸为5.0 mm时较为合适。

为保证仿真模拟结果的客观性，排除人为设定因素的影响，本文利用ABAQUS软件对枪弹侵彻松木靶板过程进行仿真模拟，探究单元类型和网格尺寸对仿真模拟结果的影响，明确了适用于枪弹侵彻过程仿真模拟的单元类型和网格尺寸。

1 数值模拟

1.1模型构建

弹、靶几何结构及其所受载荷具有明显的轴对称性，建模时可只构建1/4弹、靶的仿真模型，以便于仿真模型的建立和减少计算量。为了模拟真实情况，由弹头壳、铅套和弹芯三部分组成的弹头模型参照7.62 mm枪弹弹头建成，如图1所示。同时，构建尺寸为250 mm×100 mm×25 mm的松木靶板1/4板模型，其材料参数可通过查阅含水量为12%左右的俄罗斯红松木的资料获得［4］。根据弹、靶材料力学性能及特点，分别采用Johnson-Cook模型和改进的Hashin失效模型来描述弹丸和靶板的动态力学响应。为更准确地描述枪弹侵彻靶板的损伤破坏过程，选择面面侵蚀接触来处理枪弹与靶板的接触问题。