材料Johnson-Cook破坏准则参数对侵彻行为的影响及校正

兵器材料科学与工程 , 2016, 39(3): 17-25.

材料Johnson-Cook破坏准则参数对侵彻行为的影响及校正

1.南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;中国科学技术大学近代力学系,安徽合肥230027;新加坡国立大学机械工程系,新加坡117576

2.中国科学技术大学近代力学系,安徽合肥,230027

3.中国科学技术大学近代力学系,安徽合肥,230027

4.宁波大学力学与材料科学研究中心,浙江宁波,315211

基金项目: 安徽省高校省级优秀青年人才基金重点项目(2012SQRL049ZD) 11402266) 国家自然科学基金(11202206 爆炸科学与技术国家重点实验室基金(KFJJ13-9M) 教育部博士点专项基金(20123415120001) 11472008 “力学”浙江省重中之重学科开放基金项目(xklx1513) 安徽理工大学博士基金(2011YB007) 中国博士后科学基金(2011M501057)

关键词：侵彻力学 , Johnson-Cook破坏准则 , 侵彻规律 , 参数校正 , 4340钢

Influence of material parameters in Johnson-Cook fracture criterion on penetration depth and optimization for them

Keywords： penetration mechanics , Johnson-Cook fracture criterion , penetration rules , parameters optimization , 4340 steel

利用Johnson-Cook破坏模型和非线性商业软件Abaqus,以4340钢杆弹垂直侵彻半无限4340钢靶板为例,探讨和分析参数D1～D5对破坏等效应变及侵彻计算过程与结果的影响,并获得各参数对侵彻深度的影响规律.研究表明:参数D1的取值为正值且应非常接近于0.000,综合考虑计算的稳定性,金属材料可取0.001或稍小;D4可取负值,建议为[-0.005,0.005];弹体在侵彻过程中接触部位所受静水压力为正(以压为正)且数值较大,入射速度为2.47 km/s时,弹体头部最大压力-等效应力比最大,达到142.14;D2和D3的取值应非常谨慎,需要通过数值计算验证.用所给出的校正方法和原则,对4340钢的Johnson-Cook破坏准则中参数进行校正,认为参数D1～D5分别可取为0.001、2.730、2.000、0.002和0.610,数值计算表明,用该组数据进行数值计算的结果与实验接近,侵彻仿真过程合理准确.

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