發(fā)布時間：2021-04-16 21:43

　　為探索提升金屬靶抗侵徹性能數(shù)值預報效果的途徑,在一級輕氣炮上開展6 mm厚7075-T651鋁合金靶對卵頭彈的抗侵徹性能試驗以及平行的三維有限元計算,對比Lode無關和相關斷裂準則對靶板斷裂行為和彈道極限的預報結(jié)果。通過卵頭彈侵徹試驗獲得靶板的斷裂行為和彈道極限;7075-T651鋁合金的力學行為通過Johnson-Cook本構(gòu)模型以及Johnson-Cook（J-C）和一種Lode相關的斷裂準則描述。結(jié)果表明:卵頭彈撞擊下靶板發(fā)生延性擴孔、背部鼓包和背部開裂,彈體穿透靶板時有少量碎塊產(chǎn)生;J-C斷裂準則預報的彈道極限比試驗值高約19%,預報的靶板斷裂行為與試驗不符;Lode相關斷裂準則預報的彈道極限比試驗值僅高4%,預報的斷裂行為與試驗基本一致。 

【文章來源】：兵器材料科學與工程. 2019,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

靶板和卵頭彈（mm）Fig.1Targetandogivalprojectile（mm）測速儀高壓氣室發(fā)射管5.95±0.02

試驗設備裝置圖

兵器材料科學與工程第42卷此外，肖新科等［18］發(fā)現(xiàn)，該靶板對相同名義直徑和質(zhì)量的平頭彈體撞擊的彈道極限為163.0m/s。通過與本研究的對比可發(fā)現(xiàn)，6mm厚的7075-T651鋁合金靶板比相同名義直徑和相近質(zhì)量的卵形彈的抗侵徹性能明顯更高。2有限元模型2.1計算模型在ABAQUS/Explicit中建立上述打靶試驗的1/2三維模型，如圖7所示。彈體直徑和長度分別為5.95、34.25mm，接近試驗數(shù)值，設為剛性體。靶板直徑為42mm（對應螺孔中心距），厚度為6mm。約束靶板周圍所有節(jié)點的3個平動自由度，同時在彈體和靶板的對稱面設置對稱邊界條件。設定初始時刻子彈距離靶板的垂直距離為0.1mm。彈體和靶板單元類型均設置為C3D8R。靶板受子彈直接撞擊的中心部位及附近單元網(wǎng)格邊長約為0.1mm，其他區(qū)域網(wǎng)格尺寸漸大。采用軟件提供的通用接觸（generalcontact）考慮所有可能的接觸對間的接觸。接觸的法向行為采用硬接觸（hardcontact）并忽略摩擦。另外，由于撞擊過程持續(xù)時間很短，塑性變形產(chǎn)生的熱量沒有時間傳導給相鄰材料，假定為絕熱過程。2.2材料模型選用的本構(gòu)模型為常用的Johnson-Cook本構(gòu)。采用的第1個斷裂準則為J-C斷裂準則。考慮到應力三軸度、應變率和溫度的影響，表達式：εf=[D1+D2exp(D3σ*)](1+D4lnε*eq)(1+D5T*)。（2）式中：D1~D5為模型參數(shù)；應力三軸度σ*=σm/σeq=（σ1+σ2+σ3）/（3σeq），其中σm、σ1、σ2、σ3和σeq依次為平均應力，第1、2、3主應力和等效應力。采用的第2個斷裂準?

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3142226