2024-T42铝合金圆管抗球形钢弹侵彻特性研究

王立纲; 王日晗; 肖思维; 田璐; 董勤

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.014

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2024-T42铝合金圆管抗球形钢弹侵彻特性研究

·实验研究·测试技术· | 更新时间：2025-06-09

- 2024-T42铝合金圆管抗球形钢弹侵彻特性研究
- Research on the penetration resistance characteristic of 2024-T42 aluminum alloy tube to spherical steel projectile
- 机械强度 2025年47卷第6期页码：118-123
- 作者机构：
  
  1.中国民用航空飞行学院广汉分院，广汉 618307
  2.中国民用航空飞行学院航空工程学院，广汉 618307
  3.中国民用航空飞行学院飞机修理厂，广汉 618307
- 作者简介：
  
  王立纲，男，1986年生，山东济南人，硕士，高级工程师；主要研究方向为航空器适航与维修；E-mail：wangligang810@126.com。
- 基金信息：
  
  中央高校基本科研业务费专项资金项目(ZJ2023-009;J2023-003)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.014
  中图分类号： V214.3
- 收稿日期：2023-10-05，
  
  修回日期：2023-12-28，
  
  纸质出版日期：2025-06-15
- 稿件说明：
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王立纲，王日晗，肖思维，等. 2024-T42铝合金圆管抗球形钢弹侵彻特性研究［J］. 机械强度，2025，47（6）：118-123.

WANG Ligang，WANG Rihan，XIAO Siwei，et al. Research on the penetration resistance characteristic of 2024-T42 aluminum alloy tube to spherical steel projectile［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（6）：118-123.
王立纲，王日晗，肖思维，等. 2024-T42铝合金圆管抗球形钢弹侵彻特性研究［J］. 机械强度，2025，47（6）：118-123. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.014.

WANG Ligang，WANG Rihan，XIAO Siwei，et al. Research on the penetration resistance characteristic of 2024-T42 aluminum alloy tube to spherical steel projectile［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（6）：118-123. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.014.

摘要

针对铝合金圆管在球形钢弹冲击时的抗侵彻性能，探讨不同半径和壁厚对其弹道极限速度的影响，从而为圆管的防护设计提供依据。基于Ansys/Workbench软件和Johnson-Cook材料模型建立了球形钢弹侵彻2024-T42铝合金靶板的有限元模型，并验证了该模型的有效性。此外，模拟了不同半径、壁厚的铝合金圆管在球形钢弹正向冲击下的响应特性，并分析了圆管的变形及损伤。结果表明，铝合金圆管上、下侧管壁抗侵彻能力不同，上侧上凸结构优于下侧下凹结构。圆管半径越小，上侧管壁抗侵彻性能越好；半径相同壁厚增加时，上、下管壁弹道极限速度近似线性增长。

Abstract

To explore the penetration resistance of aluminum alloy tubes under spherical steel projectile impact

focusing on the effects of varying tube radii and wall thicknesses on ballistic limit velocity

providing a foundation for tube protection design. A finite element model of spherical steel projectile penetration into 2024-T42 aluminum alloy targets was established using Ansys/Workbench software and the Johnson-Cook material model

which was then verified. Simulations of the response characteristics of aluminum alloy tubes with different radii and wall thicknesses under normal impact of spherical steel projectiles were conducted

along with an analysis of tube deformation and damage. The study found that the penetration resistance of the upper and lower walls of aluminum alloy tubes differs

with the upper convex structure outperforming the lower concave structure. A smaller tube radius enhances the penetration resistance of the upper wall

while for tubes of the same radius

increasing the wall thickness leads to a roughly linear increase in the ballistic limit velocity of both upper and lower walls.

关键词

Keywords

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