几种不同强度和延性金属材料在Taylor撞击中变形和断裂模式比较
随着各种高强材料(如陶瓷,高强轧制钢板等)不断应用于防护工程中,战斗部在侵彻过程中将发生变形甚至断裂和破碎.由于实际结构中涉及的靶板材料较多,且对靶板材料属性的准确表征需要大量的测试工作,对弹体侵彻实际结构过程中的变形特别是断裂的分析将十分复杂.Taylor 撞击实验中,平头杆弹以一定的初始速度垂直撞击到刚性靶,这为简化战斗部破坏问题并突出其中的主要问题提供了一种很好的研究方法.使用轻气炮发射12.7 mm 直径不同材料的平头弹正撞击高强钢板,速度范围在100 ～600 m/s .弹体材料包括：7A04-T6 和2A12-T4 铝合金,A3 钢,热处理和不热处理的38CrSi 钢.使用高速相机监控弹体姿态及整个撞击过程.通过对回收弹体观察比较,总结出了各种材料弹体随撞击速度升高过程中的变形和破坏模式,即：7A04-T6 ,2A12-T4 铝合金弹体和热处理过38CrSi 钢弹体的分别发生镦粗、剪切开裂和破碎,只是各变形模式的速度范围略有不同；不热处理的38CrSi 弹体发生镦粗、剪切开裂和花瓣开裂；A3 钢弹体发生镦粗、拉伸开裂和花瓣形开裂.弹体强度和延性显著影响Taylor 撞击中弹体变形和失效模式.结合材料性能测试的数值模拟能较好的再现实验中得到的各变形和断裂模式.通过提取数值仿真中相关单元的详细信息,揭示了各种变形和失效形式的机理.
金属材料 Taylor撞击 断裂模式 数值仿真 失效机理
张伟 魏刚 肖新科
哈尔滨工业大学高速撞击研究中心,哈尔滨150080
国内会议
哈尔滨
中文
1-9
2011-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）