纪伟
,
范亚夫
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.02.026
借助光学显微镜和扫描电镜等研究了Mg-Gd-Y系合金靶板在高速侵彻过程中的破坏形式,并对侵彻过程作了进一步的分析.结果表明,不同的侵彻阶段对应不同的破坏形式.在开坑和层裂阶段,靶板的破坏形式以微裂纹的形核与扩展为主;而在稳定塑性侵彻阶段,靶板的破坏形式则主要表现为绝热剪切带的形成与扩展.该合金在高速侵彻过程中背部自由面会发生多层层裂,各层破片的断口形貌有所不同.最外层破片由中心平坦区和边缘粗糙区组成.而内层破片则主要由平坦区组成.其中平坦区断口表现为准解理特征,而粗糙区断口则主要由细小的解理面组成并伴随有二次裂纹.通过对层裂破片和常规冲击断口的断口形貌进行对比发现,高速冲击载荷作用下镁合金表现出更大的塑性.
关键词:
Mg-Gd-Y系合金
,
高速侵彻
,
绝热剪切带
,
层裂
,
断口形貌
宜晨虹
,
胡美娥
,
谷岩
兵器材料科学与工程
利用二级轻气炮驱动不同钨含量的正方体钨合金破片到速度为2.2km/s,高速侵彻铝合金叠层结构靶板.根据靶板在侵彻后的损伤与破坏分析,定量得到钨合金破片侵彻性能的差异.实验表明:在相同条件下,锻造态的97钨合金侵彻能力最强,真空态97钨合金和95钨合金与93钨合金相比,侵彻性能没有明显的优势;锻造态97钨合金侵彻机理与其他几种钨合金有所不同,其在侵彻过程中发生了绝热剪切破坏,表现为一定的自锐性.
关键词:
高速侵彻
,
冲击
,
损伤
,
DOP实验
宜晨虹
,
胡美娥
,
谷岩
兵器材料科学与工程
利用二级轻气炮驱动正方体93钨破片速度到2150 m/s，分别高速侵彻碳化硼/铝合金复合防护结构靶板、叠层铝靶板和间隔铝靶板。根据靶板在侵彻后的损伤与破坏分析，定量得到3种防护结构防护性能的差异，为爆炸容器的闪光照相防护窗口设计提供重要参考。
关键词:
高速侵彻
,
冲击
,
损伤
,
DOP实验
陈长海
,
朱锡
,
王俊森
,
侯海量
,
唐廷
复合材料学报
根据侵彻过程中的不同受力状态和耗能机制,结合高强聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板抗高速侵彻特点,将高速钝头弹对中厚UFRP的侵彻过程分为压缩镦粗、剪切压缩和拉伸变形三个阶段.基于三阶段侵彻机制,利用能量守恒原理建立了钝头弹高速侵彻中厚UFRP的弹道极限和剩余速度计算模型.采用侵彻模型计算了相关文献弹道试验工况下弹体的剩余速度和弹道极限速度,计算值与文献试验值吻合较好.三阶段侵彻模型考虑了试验中出现的纤维熔断和弹体镦粗现象,能够对高速钝头弹侵彻中厚UFRP的剩余速度和弹道极限速度进行合理预测,具有一定的理论价值和工程应用价值.
关键词:
穿甲力学
,
钝头弹
,
高速侵彻
,
高强聚乙烯
,
解析模型
高光发
,
李永池
,
赵凯
,
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
杜忠华
,
杜成鑫
,
朱正旺
,
夏龙祥
稀有金属
针对体积分数为80％的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5C012Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在1300～1700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比.研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和贫铀合金的侵彻特性,主要表现在:(1)在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;(2)这种复合材料在高速侵彻过程中,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤.
关键词:
钨丝
,
锆基非晶复合材料
,
高速侵彻
,
自锐
杜忠华
,
杜成鑫
,
朱正旺
,
夏龙祥
稀有金属
为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,采用80％体积分数的钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3 mm)弹芯,在1450～2100m/s速度范围内,对不同结构方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究.结果表明:(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据;(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在着靶速度1750～1800 m/s和1850 m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L;对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐近线变化,在速度大于1850 m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L.(ρp/ρt)1/2,约为1.5L;(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考.
关键词:
分段
,
钨丝/锆基非晶复合材料
,
高速侵彻
,
侵彻效率
范亚夫
,
纪伟
,
陈捷
,
乔光利
材料导报
在经钢球高速侵彻后的挤压态Mg-Gd-Y系合金板材中发现有绝热剪切带生成.这些剪切带经腐蚀后在光学显微镜下呈亮白色,平均宽度约为10μm,带内的显微硬度明显高于周围基体,属于典型的绝热剪切带.剪切带只出现在稳定塑性侵彻阶段.整个侵彻过程中只有数条剪切带形成,这表明该合金具有较好的抗热塑失稳的能力.
关键词:
Mg-Gd-Y系合金
,
高速侵彻
,
绝热剪切带
张元豪
,
陈长海
,
侯海量
,
朱锡
兵器材料科学与工程
为探讨破片高速侵彻液舱后的水中运动特性,采用高速摄影技术对立方体破片的侵彻过程进行弹道试验,比较破片垂直和倾斜侵彻液舱后的运动轨迹以及引起的初始冲击波的压力特性.试验结果表明:破片穿透液舱前板初期,会产生空泡和射流,空泡大小和射流强度与破片入水初速有关,而空泡形状和射流方向则受液舱的倾斜角度影响;破片穿透液舱前板后,在水中的运动轨迹会发生偏转,偏转方向与破片入水初速有关,破片初速较大时,运动轨迹向上偏,反之则向下偏;破片垂直或倾斜侵彻液舱时,入射冲击波压力峰值随破片初速的大均相应提高;相同初速条件下,破片垂直侵彻液舱后在水中引起的入射冲击波峰值压力较倾斜侵彻液舱时要大.
关键词:
高速侵彻
,
防护液舱
,
水中运动特性
