弹丸的杀伤力主要与弹丸爆破的破片率相关,为了提高弹丸破片率,对弹丸壳体的研究已成为军工行业的重要内容。本课题通过利用激光表面处理的方法对弹丸壳体表面加工出脆性带,证明壳体表面脆性带的存在是否达到壳体预控破片的效果,以增强弹丸杀伤力,提高弹体材料的利用率。课题主要分三个部分对弹丸爆破进行模拟,第一部分选定三种材料,40Cr、58SiMn、50Si MnVB作为壳体材料建立弹体模型,在壳体表面建立脆性带,模拟存在脆性带的情况下三种弹丸壳体的爆破情况,通过比较有无脆性带壳体的吸收功曲线图,得出有脆性带壳体的吸收功远小于无脆性带壳体的吸收功,证明存在脆性带的壳体更易破裂,且破片大小均匀,破片率大。在存在脆性带的壳体上选择不同的单元,观察其应力波变化图,其结果显示在脆性带附近的单元的应力波变化较大,这说明壳体从脆性带开始断裂,进而引起壳体整体的断裂。第二部分选定58SiMn为壳体材料,在其表面建立脆性带,模拟不同深度、宽度脆性带壳体的爆破情况,结果表明,在实际容许的范围内,脆性带越深,越宽,弹丸壳体越易破碎,且破片大小分布均匀,破片率大,壳体杀伤力大。通过多组脆性带宽度相同深度不同、深度相同宽度不同的弹丸爆炸模型模拟,得出深度变化与宽度变化时弹丸壳体的吸收功曲线图,通过曲线图可判断出,随着脆性带深度的加深,壳体破碎吸收功逐渐减小,壳体越易破碎;随着脆性带宽度的增大,壳体破碎吸收功逐渐减小,壳体越易破碎。第三部分模拟不同深度脆性带壳体的弹丸爆破后破片侵彻靶板过程。结果可知,随着壳体脆性带深度加深,破片初速递增,破片侵彻完靶板的剩余速度逐渐增大,破片杀伤力加大。本课题中还通过激光表面处理的方法在58SiMn薄板上加工出不同密度的脆性带,利用冲击试验机对其进行冲击破碎实验。结果表明,较无脆性带薄板而言,有脆性带薄板冲击后沿着脆性带断裂,且断裂面整齐,薄板断裂吸收功小于无脆性带薄板断裂吸收功。文中还利用激光表面处理的方法在弹丸壳体表面加工出脆性带,观察弹丸爆炸后破片的形状,发现壳体上具有脆性带的弹丸爆炸后,其破片大小相近,断裂面较齐,破片形状多为长方形,与无爆炸前脆性带所围区域形状相似,较无脆性带壳体弹丸而言,破片率大,壳体杀伤力大。