高光发
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李永池
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赵凯
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王焕然
兵器材料科学与工程
利用材料动静态力学性能实验结果拟合出的Johnson-cook本构方程,在应用于侵彻问题研究时需要做进一步的校正和优化.基于现有侵彻实验结果和经验证较准确的材料本构方程,对弹靶材料均为4340钢时杆弹垂直侵彻半无限靶板进行系列数值仿真研究和初步的理论分析,得到各本构参数对侵彻计算结果特别是最大侵彻深度的影响规律.研究表明:除参数A外,其他4个参数与弹体的最大侵彻深度之间分别呈线性关系;材料的应变率硬化因子C、温度软化因子m和应变硬化指数n对弹体最大侵彻深度影响远小于参数A和B;相对于参数B与n,参数A的实验测量误差相对较小;在参数的校正和优化过程中,注意对参数A和B、n进行调节,特别是参数B的优化.给出各参数与弹体最大侵彻深度的内在联系表达式,并对实验中的4340钢进行校正和优化.计算表明,利用优化后的本构参数所得到的侵彻结果更加准确.
关键词:
高速侵彻
,
Johnson-cook本构模型
,
Johnson-cook破坏准则
,
侵彻规律
,
参数优化
高光发
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李永池
,
赵凯
,
王焕然
兵器材料科学与工程
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.
关键词:
侵彻力学
,
Johnson-Cook破坏准则
,
侵彻规律
,
参数校正
,
4340钢
