用移动元胞自动机法模拟杆式穿甲弹长细比对侵彻过程的影响

些类似 ， 因此 称 为元 胞 自动 机 法 。不 难 看 出 ， Ａ 方 法 需 要 高 速 运 算 和 超 大 规 模 存 贮 计 算 机 。 只 有 随 着 计 算 机 硬 、 软 ＭＣ
件 的发 展 及 相 关 粒 子 力 学 理 论 的 不 断 完善 这种 方 法 才 能 实现 。ＭＣ 方 法 对 爆 炸 、 甲 、 合 材 料 损 伤 、 变 过 介 质 力学 以介 质材 料 的连 续 假 设 为基 础 ， 括 流 体 力 学 、气 体 动 力 学 、 弹 塑 性 力 学 、爆 炸 力 学 等 。尽 管 各 种 包 物 质 都 是 由大 量不 连续 的分 子组 成 ， 连 续 介 质 力 学 却 不 对 物 质 的真 实 微 观 结 构 作 深 入 探 讨 。这 种 假 设 给 以牛 顿 微 积 但 分 为 基 础 的 、 求 变 量 处 处 连 续 可微 的 数 学 体 系 提 供 了应 用 可 能 。因 为 由这 种假 设 推 导 出 的 结 论 一 般 都 能 满 足 工 程 需 要
要， 因此 连 续 介 质 力 学 得 到 了 广 泛 的 应用 ， 最 重 要 的 力 学 方 法 。但 近 年来 随着 材料 微 、 观 结 构 研 究 的 最 新 进 展 ， 用 是 细 再
这 种 方法 描述 爆 炸 和高 速 穿 甲时 材 料 损 伤 、断 裂 和 飞 散 的 微 观 过 程 ， 时 会 产 生 较 大 出入 ， 尽人 意 。 有 不 移 动元 胞 自动 机 法 是 ｃ 且．￣ａ ｂ 等 ＿ 在 元 胞 自动 机 法 ＿ 基 础 上 发 展 起 来 的 ， 的 主 要 特 征 是 元 胞 不 是 固定 在 网 ． Ｉｃｘ ｅ １ ２ 它 格 上 变化 ， 是 可 以 移 动 。ＭＣ 假 设 材 料 由许 多 独 立 的元 胞 构 成 ， 胞 之 间 用 “ ” 接 ， 键 ” 冲 击 可 断 开 ， 强 挤 压 而 Ａ 元 键 连 “ 受 受 时 已 断开 的“ ” 能 重 新 连 接 ， 胞 间可 以相 对 运 动 。元 胞 间 的 碰 撞 、 压 和摩 擦 可 产 生 热 量 使 元 胞 温 度 瞬 间 升 高 。 用 键 还 元 挤
用 移 动 元胞 自动 机 法模 拟 杆 式 穿 甲弹 长 细 比对 侵 彻 过 程 的 影 响
黄德武， 健 张
（ 阳理 工 大 学 装 备 工 程 学 院 ， 宁 沈 阳 １ ０ １ ） 沈 辽 １ ０ ６
摘 要 ： 移 动 元 胞 自动 机 法 （ ｏ ａ ｌ ｃｌ ｌｒ ｕｏ ｔ， Ａ） 算 了 质 量 和 速 度 相 同 、 细 比不 同 的 杆 用 ｍ ｖｂｅ ｅ ｕａ ｔｍａａ ＭＣ 计 ｌ ａ 长 式 穿 甲弹 对 侵 彻 过 程 影 响 的 实 例 ， 算 结 果 与 实 验 符 合 。移 动 元 胞 自动 机 法 能 较 好模 拟爆 炸 和 高速 穿 甲侵 彻 计
第３ Ｏ卷
第４ 期
爆
炸
与
冲
击
Ｖｏ１ ０。 Ｎ ｏ ４ ．３ ．
２１ ０ ０年 ７月
ＥＸＰＬＯ ＳＩ ＯＮ ＮＤ Ａ ＳＨ ＯＣＫ Ａ Ｖ ＥＳ Ｗ
Ｊ１ ｕ ．，２ １ ００
文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ５ ２ １ ） ４０ ０ — ６ ０ １１ ５ （ ０ ０ ０ —４ ７ ０
Ｇ
ｂ
图 １相 邻 元 胞 组 成 的元 胞 对
Ｆｉ １ ｇ． Ａ ａ ｒｏ ｈ ｉｈｂｏ ｅ ｌ ｐ ｉ ｆｔ ｅ ｎｅｇ ｒ ｃ ｌｓ
＊
收 稿 日期 ： ０ ９０ — ７ ２ ０ — ３ １ ；修 回 日期 ： ０ ９０ — ５ ２ ０ — ５２ 作 者 简 介 ： 德 武 （９ １ 黄 １６ 一 ）男 ， 授 ， 士生导师。 ， 教 博
４８ ０
爆
炸
与
冲
击
第 ３ Ｏ卷
，
ｏ
为元 胞 未 发生 变 形 时 、 即两 元 胞 相 切 时 元 胞 ｉ 元 胞 Ｊ的 中心 距 离 ， 到 ｄ 为元 胞 ｉ 直 径 。若 两个 元 胞 被 拉 开 ， ｈ 的 则 ：
的数 值 模 拟 是 符 合 实 际 和 有 效 的 。本 文 中 ， ＭＣ 法 作 进 一 步 的 改 进 ， 加 了高 速 侵 彻 温 度 场 的 计 算 。 对 Ａ 增
２ ＭＣ 方法 基 本 模 型 Ａ
２ １ 元 胞 运 动 微 分 方 程 的 建 立 ．
ＭＣ 方 法把 被 模 拟 的物 体 离 散 成 一 系列 的微 小 单 元 ， 些 单 元 的位 置 不 固 定 在 某 个 网 格 上 而 是 可 以 移 动 的 ， 为 Ａ 这 称
中材 料 瞬 间 的变 形 、破 碎 和 飞 散 过 程 。
关 键 词 ： 炸 力 学 ； 速 穿 甲 侵彻 过程 ； 动 元 胞 自动 机 法 ； 式 穿 甲弹 长 细 比 ； 爆 高 移 杆 离散 粒 子 力 学
中图 分 类 号 ： ８ ； Ｊ １ ． ０３ ５ Ｔ ０ ２ ４ 国标 学 科 代码 ：１ ０・ ５ ０ ３ ３ ３ 文献标志码 ： Ａ
粒子 力 学 方 法 对 每 个 元 胞 对 建 立 运 动 微 分 方 程 ， 某 个 时 间 步 长 对 所 有 元 胞 对 的方 程 联 立 求 解 就 得 到 一个 “ ” 下 个 步 在 态 ， 长又 得 到 一 个 新 “ ” 将 这 些 “ ” 接 起 来 ， 完 整 描 述 了一 个 动 态 过 程 ， 和 生物 细胞 的复 制 、 裂 及 生 物 生 长 过 程 有 态 ， 态 连 就 这 分
移 动 元胞 ， 维 元 胞 可 以是 单 层 单元 ， 体 内部 任 意 相 邻 的 两 个 元 胞 为 一 个 元 胞 对 。引 入 描 述 元胞 对 之 间位 置参 数 ｈ 二 物
并有 ｈ — Ｉ 一 ，『 ． ＋ｄ）２ ｏ， ｏ 一（ ｊ／ 。如图 １ｈ 为元胞对位移参数 ， 为元胞 ｉ 中心到元胞 的 中心的实际距 离 ， ， 的