微型无人机用3D打印聚丙烯射流毁伤威力研究OA

聚丙烯(Polypropylene,PP)作为低密度高分子材料,其形成的射流具备可观毁伤威力,而微型无人机凭借成本低、适应性强、响应速度快等优势,可大幅提升作战效能,其搭载的战斗部需兼顾轻量化与毁伤效能双重需求。本研究探究了3D打印聚丙烯作为药型罩材料在微型无人机战斗部毁伤领域中的应用潜力,基于选区激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术制备微型薄壁聚丙烯药型罩,开展力学性能试验获取了3D打印PP材料的力学性能,并拟合了Johnson-Cook本构模型相关参数,结果表明该材料具有优异的延展性及应变率敏感性,动态屈服强度随应变率升高显著提升。结合PER理论与粘塑性理论分析了高分子聚合物射流成型过程,揭示其头部膨胀特性;通过静破甲试验及数值模拟,验证了3D打印PP射流在3~5 CD(CD为聚能装药的口径)下的毁伤威力。试验结果表明:4 CD下效果最佳,侵彻深度为17.10 mm,扩孔效应显著。数值模拟结果显示,其侵彻深度为16.04 mm、开孔直径为7.986 mm,与实验数据高度吻合。进一步分析四种高分子聚合物射流及紫铜射流在5种不同维度上的性能,研究表明,所设计的3D打印聚丙烯药型罩可匹配微型无人机的搭载需求,为高效毁伤微型战斗部设计提供了理论依据及新思路。