Mục đích nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến tác dụng xuyên của đầu đạn xuyên thép, làm cơ sở khoa học phục vụ cho thiết kế, sản xuất hay đánh giá các mẫu đạn xuyên mới, các trang bị phòng hộ mới…đáp ứng các yêu cầu của Quân đội.
BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN QUANG DŨNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN TÁC DỤNG XUYÊN CỦA ĐẦU ĐẠN XUYÊN THÉP Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 52 01 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI – NĂM 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Bá Tấn PGS.TS Trần Đình Thành Phản biện 1: PGS.TS Phan Bùi Khôi Phản biện 2: PGS.TS Phạm Thế Phiệt Phản biện 3: TS Phan Bá Bình Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo định số ………./……… , ngày … tháng … năm 2019 Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp tại: Học viện Kỹ thuật Quân vào hồi: …… giờ…… ngày… tháng… năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân - Thư viện Quốc gia CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Quang Dũng, Trần Đình Thành, Trần Bá Tấn, Nguyễn Hữu Công (2016), Nghiên cứu tương tác đầu đạn 12,7mm xuyên cháy với thép đồng nhất, Hội nghị KH&CN tồn quốc Cơ khí – Động lực 2016, tập tháng 10/2016, tr 260-264 Nguyễn Quang Dũng, Vũ Đăng Quản (2017), Nghiên cứu hội tụ mô tương tác đầu đạn 7,62mm với thép, Tạp chí Cơ khí Việt nam, số năm 2017, tr 31-35 Nguyễn Quang Dũng, Đỗ Văn Minh (2017), Nghiên cứu va đập trụ độ cứng cao vào vật chắn tuyệt đối cứng, Tạp chí Cơ khí Việt nam, số năm 2017, tr 48-52 Nguyễn Quang Dũng (2017), Mơ q trình tương tác đầu đạn cỡ 7,62mm với thép có độ dày khác nhau, Tạp chí khoa học cơng nghệ Xây dựng, tâp 11 số 07-2017, tr 37-41 Nguyễn Quang Dũng, Trần Bá Tấn, Trần Đình Thành, Đào Mạnh Hùng (2017), Ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN nghiên cứu quan hệ vận tốc chạm đầu đạn súng với độ dày xuyên thủng tới hạn thép đồng nhất, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật - số 187 (12/2017) – Học viện KTQS , tr 31- 38 Đỗ Văn Minh, Nguyễn Quang Dũng, Trần Đình Thành, Đào Việt Dũng, Nghiên cứu trình tương tác đầu đạn súng với giáp sợi polyme sở ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật - số 179 (10/2016) – Học viện KTQS , tr 162- 171 MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài luận án Để thực mục tiêu đại hóa, nâng cao lực tác chiến đảm bảo hoàn thành thắng lợi nhiệm vụ bảo vệ Tổ quốc đại hóa vũ khí, trang bị nhu cầu tất yếu Hiện nay, trang bị phịng hộ cho người lính, bảo vệ cho xe tăng có bước phát triển vượt bậc loại áo giáp, xe chiến đấu binh hệ có khối lượng giảm khả chống đạn tốt hơn, giáp bảo vệ xe tăng chủ động, thụ động… Song song với phát triển phương tiện bảo vệ phát triển hệ thống vũ khí với loại đầu đạn có khả xuyên lớn Với thực tế này, muốn đại hóa vũ khí, trang bị đáp ứng nhiệm vụ Quân đội tình hình việc trang bị hệ thống vũ khí có uy lực xun lớn trang bị phòng hộ, bảo vệ tiên tiến nội dung cấp thiết Tuy nhiên, vũ khí, trang bị thường khó mua có giá thành cao Vì vậy, u cầu cơng nghiệp quốc phịng nước bước tự chủ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản phẩm Nhiệm vụ đặt từ nhiều năm ngày trở nên cấp bách Để giải tốt nhiệm vụ cần phải nghiên cứu, tính tốn định lượng yếu tố ảnh hưởng tới tác dụng xuyên đầu đạn xuyên làm sở định hướng, đề xuất hay đánh giá thiết kế chế tạo mẫu vũ khí, trang bị phịng hộ mong muốn… Các vấn đề thực công phu, lâu dài liên tục phát triển nước tiên tiến với kết thể vũ khí, trang bị với ưu vượt trội, đặc thù bí mật quân nên khơng có khả tiếp cận nhiều Mặt khác, nghiên cứu, tìm hiểu nước vấn đề hạn chế, chủ yếu mức định tính, tính ứng dụng thấp, khó đáp ứng nhiệm vụ đặt Từ lý vậy, việc lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn xun thép” có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn góp phần giải nhiệm vụ đặt Mục đích nghiên cứu luận án Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên thép, làm sở khoa học phục vụ cho thiết kế, sản xuất hay đánh giá mẫu đạn xuyên mới, trang bị phòng hộ mới…đáp ứng yêu cầu Quân đội Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án hệ đầu đạn – mục tiêu, tập trung vào đầu đạn có lõi xuyên thép cứng, trường hợp cụ thể đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm Nhà máy Z113 sản xuất, mục tiêu có dạng phẳng thép Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu trạng thái chuyển động (ứng suất, biến dạng, vận tốc, gia tốc,…) vật liệu đầu đạn mục tiêu trình va xuyên; ảnh hưởng yếu tố kết cấu, vật liệu mục tiêu điều kiện va chạm tới tác dụng xuyên đầu đạn Nội dung cấu trúc luận án Luận án gồm có phần mở đầu, 04 chương phần kết luận, danh mục cơng trình nghiên cứu tác giả, tài liệu tham khảo phụ lục Chương Tổng quan trình va xuyên đầu đạn vào mục tiêu Chương Xây dựng mơ hình tốn học mơ tả q trình va xun đầu đạn vào mục tiêu Chương Khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên thép Chương Thử nghiệm tác dụng xuyên đầu đạn vào mục tiêu Phương pháp nghiên cứu Kết hợp phương pháp lý thuyết thực nghiệm - Phương pháp lý thuyết: sử dụng lý thuyết học môi trường liên tục, lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo nghiên cứu tính chất vật liệu đầu đạn, mục tiêu q trình va xun để xây dựng mơ hình tốn học mô tả chuyển động trạng thái vật liệu đầu đạn mục tiêu trình va xuyên Ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN giải mơ hình tốn học xây dựng để khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn - Phương pháp thực nghiệm: sử dụng kết thực nghiệm công bố kết hợp với kết nhận thử nghiệm trường bắn để kiểm chứng, đánh giá kết tính tốn mơ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học luận án - Làm rõ sở khoa học tương tác đầu đạn mục tiêu, xây dựng mơ hình tốn học mơ tả q trình va xun đầu đạn vào mục tiêu có kể đến tính tăng bền vật liệu vật liệu chịu tải trọng tốc độ cao, ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN giải mô hình tốn học xây dựng làm sáng tỏ q trình va xuyên đầu đạn vào mục tiêu thông qua kết mô số; - Phương pháp quy trình giải tốn va xun đầu đạn vào mục tiêu nghiên cứu luận án để tính tốn định lượng ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên làm sở khoa học lựa chọn phương án thiết kế trang bị phòng hộ hay mẫu đạn xuyên đáp ứng yêu cầu đặt Ý nghĩa thực tiễn luận án - Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm kết thực nghiệm khẳng định khả ứng dụng phương pháp tính tốn nghiên cứu toán va xuyên đầu đạn vào mục tiêu; - Các kết khảo sát số với kết thực nghiệm góp phần đánh giá đầy đủ, xác uy lực khả sử dụng hiệu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm, mẫu đạn trang bị Quân đội; - Các liệu vật liệu phù hợp với vật liệu đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62mm mục tiêu thép luận án xác định dùng mơ tốn luận án nói riêng, đồng thời phương pháp xác định liệu vật liệu luận án đề xuất sử dụng cho vật liệu khác điều kiện chịu tải trọng tương tự; - Hệ số đặc trưng độ cứng vật cản K công thức GiacốpĐơ-Mar cho trường hợp đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm va xuyên vào mục tiêu thép độ cứng thấp luận án đề xuất sử dụng tính tốn tác dụng va xun phương pháp kỹ thuật CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH VA XUYÊN CỦA ĐẦU ĐẠN VÀO MỤC TIÊU Trong chương LA nghiên cứu tổng quan nội dung: 1.1 Khái quát va xuyên đầu đạn vào mục tiêu Phần trình bày khái quát đầu đạn, mục tiêu; tượng vật lý xảy trình va xuyên vận tốc va chạm lớn; yếu tố ảnh hưởng tới trình va xuyên đầu đạn vào mục tiêu dạng phá hủy Khi nghiên cứu trình va xuyên đầu đạn xuyên có lõi xuyên thép cứng vào mục tiêu, xảy với vận tốc chạm cỡ vài trăm m/s đến 1000 m/s Đối với phần lớn kim loại, hợp kim vật liệu khác, khoảng vận tốc chạm này, vật liệu đầu đạn mục tiêu thể chủ yếu tính đàn hồi – dẻo – nhớt đặc biệt tăng giới hạn đàn hồi, giới hạn chảy, giới hạn bền tăng tốc độ biến dạng 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên Nghiên cứu vấn đề thực phương pháp thực nghiệm lý thuyết Các cơng trình nghiên cứu theo phương pháp thực nghiệm Một số cơng trình thực nghiệm: cơng thức Giacốp-Đơ-Mar, công thức Lambert Johnac Mỗi công thức xây dựng từ kết số lượng thực nghiệm đủ lớn với dạng đầu đạn mục tiêu định, kể đến số yếu tố ảnh hưởng đến tham số tác dụng xuyên Các yếu tố ảnh hưởng khó xác định kể đến qua hệ số thực nghiệm Các cơng trình nghiên cứu theo phương pháp lý thuyết Qua số kết nghiên cứu năm gần nhận xét: nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên đạn xuyên, tác giả ứng dụng phần mềm để thực khảo sát số trình va xuyên, đánh giá định lượng ảnh hưởng yếu tố cụ thể đến tác dụng xuyên Sau sử dụng kết thử nghiệm để kiểm chứng, đánh giá kết tính tốn 1.3 Những tồn vấn đề nghiên cứu hướng giải 1.3.1 Những tồn vấn đề nghiên cứu - Đối với cơng trình theo phương pháp thực nghiệm: + Hạn chế công thức thực nghiệm phạm vi sử dụng hẹp (thường có phạm vi áp dụng giống với điều kiện thử nghiệm xây dựng công thức), việc lựa chọn giá trị hệ số thực nghiệm để có kết xác trường hợp cụ thể khó + Ngồi ra, công thức thực nghiệm phản ánh đầy đủ thơng tin, sáng tỏ q trình va xun nên khó khăn đánh giá tồn diện mẫu đạn hay trang bị định hướng hiệu cho công tác thiết kế, chế tạo đạn trang bị chống đạn đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ; - Đối với cơng trình nghiên cứu lý thuyết: + Các vật liệu cụ thể đầu đạn mục tiêu phải có liệu vật liệu (bao gồm mơ hình vật liệu tham số vật liệu cụ thể) xác Các cơng trình nghiên cứu giới thường sử dụng liệu vật liệu phần mềm cung cấp tiến hành thử nghiệm xác định liệu vật liệu Khó khăn cho nghiên cứu nước đối tượng đầu đạn hay trang bị thiết kế chế tạo nước thiếu liệu vật liệu cần phải nghiên cứu xác định; + Mặt khác, đặc thù bí mật qn nên việc công bố, khả 13 Bảng 3.4 Tham số vật liệu lõi xuyên (Johnson –Cook) Tham số A B C n m Giá trị 2280,61 706,8 0,012 0,18 Bảng 3.5 Tham số vật liệu áo chì (mơ hình Steinberg Guinan) Tham số Giá trị n 8MPa 100MPa 0,52 dG/dT -9.976.10 d/dP 0,0009304 3.1.3 Xây dựng mơ hình phần tử hữu hạn đầu đạn Do mơ hình hình học đầu đạn phức tạp, luận án sử dụng thuật toán chia lưới ứng dụng tạo thành phần tử tứ diện Tham số quan trọng phải xác định xây dựng mơ hình phần tử kích thước phần tử Theo tài liệu [42] cơng trình công bố tác giả luận án [2] xác định kích thước phần tử tối ưu khảo sát cho đầu đạn 0,4 ÷ 0,5 mm mơ hình 3D (hình 3.4) Với mơ hình phần tử xác định đầu đạn, phần tử hình thành có phương trình hàm dạng tương ứng Hình 3.4 Mơ hình phần tử hữu hạn đầu đạn Trong chương tiến hành khảo sát số nội dung có kết tương ứng: 14 3.2 Ảnh hưởng bề dày mục tiêu đến tác dụng xuyên đầu đạn Vật liệu mục tiêu thép đồng CT3, kích thước 500x500 mm, với bề dày khác nhau, chế tạo Nhà máy Z113 kiểm tra tính [phụ lục 2] Bảng 3.7 Tham số vật liệu mục tiêu (Johnson – Cook) Tham số A B C n m Giá trị 313,6 246,4 0,022 0,36 Thực mô số trình va xuyên đầu đạn vào mục tiêu thép đó: góc chạm 00; vận tốc chạm 716,8 m/s; bỏ qua chuyển động quay, chuyển động trương động, chuyển động tiến động trọng lượng đầu đạn; bỏ qua áp suất khí quyển; điều kiện biên mặt bên mục tiêu cố định Bề dày mục tiêu tăng dần từ ÷ 21mm (gia số tăng 1mm) Hình 3.5 Mơ hình tồn phần (a) đối xứng (b) thời điểm đầu đạn bắt đầu chạm vào mục tiêu Kết nhận được: biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên qua thép với bề dày thép CT3 điều kiện va chạm khơng đổi (hình 3.8) 15 Hình 3.8 Biểu đồ quan hệ vận tốc cịn lại đầu đạn sau xuyên qua thép với bề dày thép 3.3 Ảnh hưởng kết cấu mục tiêu đến tác dụng xuyên đầu đạn 3.3.1 Ảnh hưởng kết cấu ghép lớp Luận án khảo sát ảnh hưởng việc thay thép mục tiêu hai mỏng (bề dày 1/2 bề dày ban đầu đặt khoảng cách khác nhau) đến vận tốc lại đầu đạn sau xuyên Mục tiêu gồm hai thép đồng CT3, thành phần hóa học vật liệu (bảng 3.7) kích thước 500x500 mm, bề dày thay đổi đặt cách mm, d, 2d,3d, 4d (d – đường kính đầu đạn) Kết nhận được: biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu kết cấu khác điều kiện va chạm khơng đổi (hình 3.12) 16 Hình 3.12 Biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu kết cấu khác 3.3.2 Ảnh hưởng tăng cứng bề mặt mục tiêu Luận án khảo sát ảnh hưởng tơi cứng bề mặt thép đến vận tốc cịn lại đầu đạn sau xuyên, mục tiêu thép đồng CT3, kích thước 500x500 mm, bề dày thay đổi cứng bề mặt đến độ cứng (1,5; 2; 2,5) lần độ cứng thép ban đầu (130 HB) bề dày thấm mm Kết nhận được: biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu độ cứng khác điều kiện va chạm khơng đổi (hình 3.15) 17 Hình 3.15 Biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu độ cứng khác 3.4 Ảnh hưởng tính chất vật liệu mục tiêu đến tác dụng xuyên đầu đạn Luận án khảo sát trình va xuyên đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm vào mục tiêu thép CT3 Kevlar để so sánh khả chống đạn hai vật liệu Qua kết mô thấy được: ưu vật liệu Kevlar so với thép CT3 khả chống đạn Kevlar có khối lượng nhỏ nhiều, thuận lợi cho trang bị phòng hộ cá nhân 3.5 Ảnh hưởng điều kiện va chạm đến tác dụng xuyên đầu đạn 3.5.1 Ảnh hưởng vận tốc chạm Khảo sát ảnh hưởng vận tốc chạm đầu đạn va xuyên vào mục tiêu thép CT3 đến bề dày tới hạn thép (bề dày lớn mà đầu đạn xuyên thủng với vận tốc chạm xác định) Kết nhận được: biểu đồ quan hệ bề dày tới hạn thép CT-3 với vận tốc chạm đầu đạn điều kiện va chạm 18 không đổi (hình 3.19) Hình 3.19 Biểu đồ quan hệ bề dày tới hạn thép với vận tốc chạm đầu đạn Từ kết mô phỏng, đề xuất hệ số K công thức Giacốp-Đơ-Mar cho trường hợp va xuyên đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm vào mục tiêu thép độ cứng thấp, với khoảng vận tốc chạm 600 ÷ 700 m/s, hệ số K lựa chọn Kmptrung bình = 1401, với khoảng vận tốc chạm 300 ÷ 500 m/s, hệ số K lựa chọn Kmptrung bình = 1140 3.5.2 Ảnh hưởng góc chạm Luận án khảo sát ảnh hưởng góc chạm đến vận tốc cịn lại đầu đạn sau xuyên qua thép, xác định góc chạm xảy tượng trượt Kết nhận được: biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn với góc chạm (hình 3.22) 19 Hình 3.22 Biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên thủng thép với góc chạm CHƯƠNG THỬ NGHIỆM TÁC DỤNG XUYÊN CỦA ĐẦU ĐẠN XUYÊN VÀO MỤC TIÊU Thử nghiệm tác dụng xuyên đầu đạn vào mục tiêu số trường hợp điều kiện tính tốn mơ chương để kiểm chứng đánh giá độ xác, khả tin cậy sử dụng kết tính tốn mức độ phù hợp lựa chọn liệu vật liệu Nội dung thử nghiệm thực Nhà máy Z113/ TCCNQP Qua phân tích sở kỹ thuật điều kiện thực tế nhà máy Z113 thực thử nghiệm nội dung: bắn xác định đặc điểm vết xuyên, vận tốc chạm mục tiêu vận tốc lại đầu đạn sau xuyên thủng mục tiêu theo bề dày mục tiêu khác nhau; bắn xác định vận tốc tới hạn xuyên thủng mục tiêu với bề dày cho trước; bắn xác định đặc điểm vết xuyên, vận tốc chạm vận tốc lại sau xuyên thủng mục tiêu với góc chạm khác Kết so sánh thử nghiệm kết mô phỏng: 4.4.1 So sánh ảnh hưởng bề dày mục tiêu đến tác dụng 20 xun thử nghiệm tính tốn mơ Bảng 4.7 So sánh kết thử nghiệm mô vận tốc lại đầu đạn sau xuyên theo bề dày mục tiêu Bề dày mục tiêu, (mm) Vận tốc lại đầu đạn Sai lệch sau xuyên qua mục tiêu, (m/s) (%) Thử nghiệm (giá trị trung Mơ bình) 671,3 654 2,57 10 531,8 517 2,78 12 478,52 425 11,18 4.4.2 So sánh ảnh hưởng góc chạm đến tác dụng xun thử nghiệm tính tốn mơ Bảng 4.8 So sánh kết thử nghiệm mô vận tốc lại đầu đạn sau xuyên theo góc chạm Bề dày mục tiêu 8mm Vận tốc lại đầu đạn Sai lệch sau xuyên qua mục tiêu, (m/s) (%) Thử nghiệm (giá trị trung Mơ bình) Mục tiêu thẳng đứng 616,7 546 11,46 551,9 528 4,33 Mục tiêu nghiêng với trục nòng súng 110 4.4.3 So sánh giá trị vận tốc tới hạn xun thủng thép thử nghiệm tính tốn mô 21 Bảng 4.9 So sánh kết thử nghiệm tính tốn mơ xác định bề dày tới hạn xuyên thủng thép So sánh thử nghiệm mô TT Thử nghiệm Mô (bề So sánh dày tối đa xuyên kết thủng) Mục tiêu dày 16mm cự ly Xuyên 5/5 =100% 50m Không thu lõi Mức độ 17 mm phù hợp cao xuyên Mục tiêu dày 18mm cự ly Xuyên 1/5 =20% 30m Thu lõi xuyên 18 mm Chính xác sau mục tiêu KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm luận án, rút kết luận: Luận án nghiên cứu, tìm hiểu mơ hình tốn học mơ tả tính tăng bền vật liệu chịu tải trọng tốc độ cao vật liệu chế tạo đầu đạn xuyên mục tiêu Đã ứng dụng lý thuyết học môi trường liên tục, lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dịng chảy dẻo với mơ hình vật liệu kể đến tính tăng bền chịu tải trọng tốc độ cao phù hợp với vật liệu đầu đạn mục tiêu, xây dựng mơ hình tốn học mơ tả q trình va xun đầu đạn xun vào mục tiêu thép nói chung mơ hình tốn học mơ tả q trình va xun đầu đạn lõi thép cứng cỡ 22 7,62mm Nhà máy Z113 sản xuất xuyên vào mục tiêu thép nói riêng với điều kiện đầu điều kiện biên tương ứng Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN (phương pháp giải Explicit Dynamic) mô trình va xuyên đầu đạn mũi dạng bán cầu vào mục tiêu bề dày hữu hạn, nhận chuyển động trạng thái vật liệu đầu đạn, mục tiêu trình va xuyên Kết nhận phù hợp với kết thử nghiệm lý thuyết, chứng minh cho khả khai thác phần mềm ANSYS AUTODYN để giải hệ phương trình mơ tả q trình va xun đầu đạn xuyên vào mục tiêu Đã tính toán xác định tham số vật liệu phù hợp với vật liệu đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm mục tiêu thép CT3, ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN giải toán va xuyên, khảo sát ảnh hưởng yếu tố tính chất vật liệu mục tiêu, kết cấu mục tiêu, vận tốc chạm, góc chạm đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm xuyên vào thép CT3 Các kết nhận được: - Xây dựng biểu đồ quan hệ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên qua thép với bề dày thép Qua biểu đồ nhận được: với vận tốc chạm 716,8 m/s, bề dày thép tăng dần từ ÷ 19 mm vận tốc lại đầu đạn sau xuyên qua thép giảm từ 693 ÷ m/s, đầu đạn khơng xuyên qua thép dày 19 mm Trong trường hợp này, xác định giá trị bề dày mục tiêu 11 mm giới hạn ảnh hưởng khác bề mặt sau mục tiêu đến tác dụng va xuyên theo bề dày mục tiêu; - Xây dựng biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu kết cấu khác Qua biểu đồ nhận 23 thấy: tách kết cấu thép dày thành hai thép có độ dày nửa đặt cách khoảng cách khơng q lớn khả chống đạn có xu hướng giảm so với kết cấu thép dày Khi tổng bề dày thép nhỏ mm khả chống đạn hai kết cấu Khi tổng bề dày thép lớn mm tổng bề dày thép tăng lên khả chống đạn kết cấu phân tách chống đạn so với kết cấu nguyên Với khoảng cách thép từ ÷ 30,48 mm khả chống đạn kết cấu phân tách - Xây dựng biểu đồ quan hệ vận tốc lại đầu đạn sau xuyên với mục tiêu độ cứng khác Trong trường hợp khảo sát, nhận với bề dày mục tiêu mm, tăng dần độ cứng mục tiêu lên 1,5; 2; 2,5 lần vận tốc cịn lại đầu đạn xuyên qua mục tiêu suy giảm tương ứng 5,2%; 13%; 19,6%; - Xây dựng biểu đồ quan hệ bề dày tới hạn thép với vận tốc chạm đầu đạn Qua biểu đồ nhận được: khoảng cách đặt thép từ 10 m ÷ 800 m tính từ miệng nịng (tương ứng với vận tốc chạm đầu đạn giảm từ 702,6 m/s ÷ 268 m/s) bề dày tới hạn mà đầu đạn xuyên thủng giảm tương ứng từ 18,9 mm ÷ mm; - Xây dựng biểu đồ quan hệ vận tốc cịn lại đầu đạn với góc chạm Qua biểu đồ nhận được: góc chạm 00 hiệu xuyên tốt (vận tốc lại đầu đạn sau xuyên qua thép lớn nhất), góc chạm từ 500 trở lên bắt đầu xuất hiện tượng trượt, đầu đạn khơng xun mà có xu hướng trượt bề mặt mục tiêu; - Thông qua kết mô đề xuất hệ số K công thức Giacốp-Đơ-Mar cho trường hợp va xuyên đầu đạn xuyên lõi 24 thép cứng cỡ 7,62 mm vào mục tiêu thép độ cứng thấp, phục vụ tính tốn tác dụng xun phương pháp kỹ thuật; Qua kết mơ có thêm đánh giá tin cậy mẫu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm định hướng sơ thiết kế, chế tạo đạn xuyên hay trang bị phòng hộ Đã thực nội dung thử nghiệm Nhà máy Z113/TCCNQP: bắn xác định đặc điểm vết xuyên, vận tốc chạm mục tiêu vận tốc lại đầu đạn sau xuyên thủng mục tiêu theo bề dày mục tiêu khác nhau; bắn xác định vận tốc tới hạn xuyên thủng mục tiêu với bề dày cho trước; bắn xác định đặc điểm vết xuyên, vận tốc chạm vận tốc lại sau xuyên thủng mục tiêu với góc chạm khác So sánh kết thu sau q trình thử nghiệm kết tính tốn mơ tương ứng thấy sai số nhỏ 15% Điều cho thấy kết tính tốn mơ tin cậy, sử dụng để khảo sát đánh giá ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên, đánh giá mẫu đạn trang bị hay định hướng, hiệu chỉnh thiết kế, chế tạo mẫu đạn hay trang bị phịng hộ mới… với thời gian chi phí thấp đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ Những đóng góp luận án Xây dựng mơ hình tốn học mơ tả chuyển động trạng thái vật liệu đầu đạn mục tiêu trình va xuyên kể đến tính tăng bền vật liệu chịu tải trọng tốc độ cao Nghiên cứu bổ sung liệu vật liệu phù hợp với vật liệu đầu đạn 7,62mm xuyên lõi thép cứng mục tiêu thép CT3 để ứng dụng phần mềm ANSYS AUTODYN khảo sát ảnh hưởng 25 yếu tố tính chất vật liệu mục tiêu, kết cấu mục tiêu, vận tốc chạm, góc chạm đến tác dụng xuyên Qua kết mơ có thêm đánh giá tin cậy mẫu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm phục vụ khai thác sử dụng định hướng sơ thiết kế, chế tạo đạn xuyên hay trang bị phòng hộ Đề xuất hệ số đặc trưng độ cứng vật cản K công thức Giacốp-Đơ-Mar cho trường hợp đầu đạn xuyên lõi thép cứng cỡ 7,62 mm va xuyên vào mục tiêu thép độ cứng thấp, phục vụ tính tốn tác dụng xuyên phương pháp kỹ thuật KIẾN NGHỊ VỀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Qua thực tiễn nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tác dụng xuyên đạn xuyên động năng, tác giả luận án nhận thấy số vấn đề tồn mà với trình độ khoa học cơng nghệ đặt tốn nghiên cứu giải quyết: - Nghiên cứu ảnh hưởng nhóm yếu tố đầu đạn tới tác dụng xuyên đầu đạn xuyên; - Nghiên cứu xây dựng mơ hình vật liệu phù hợp với vật liệu ứng dụng đầu đạn mục tiêu; - Nghiên cứu khả phù hợp mơ hình tốn học với trường hợp va chạm điển hình; - Xây dựng cơng thức tính uy lực xuyên cho kết cấu đầu đạn điển hình Một số nội dung cần nghiên cứu nêu cho thấy cịn nhiều vấn đề phải hồn thiện nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên đạn xuyên động Đây nhiệm vụ khoa học mang tính thời sự, cấp thiết nghành vũ khí, đạn giai đoạn 26 27 ... trình va xuyên đầu đạn xuyên vào mục tiêu CHƯƠNG KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN TÁC DỤNG XUYÊN CỦA ĐẦU ĐẠN XUYÊN Đạn xuyên cỡ 7,62x39mm (K56) đầu lõi thép [phụ lục 1] mẫu đạn xuyên thép. .. nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến tác dụng xuyên đạn xuyên, tác giả ứng dụng phần mềm để thực khảo sát số trình va xuyên, đánh giá định lượng ảnh hưởng yếu tố cụ thể đến tác dụng xuyên Sau sử dụng. .. nhiệm vụ đặt Mục đích nghiên cứu luận án Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tác dụng xuyên đầu đạn xuyên thép, làm sở khoa học phục vụ cho thiết kế, sản xuất hay đánh giá mẫu đạn xuyên mới, trang