Wf/Zr基復(fù)合材料長桿彈在不同速度下的頭形轉(zhuǎn)變規(guī)律

編號：CYYJ043521

篇名：Wf/Zr基復(fù)合材料長桿彈在不同速度下的頭形轉(zhuǎn)變規(guī)律

作者：任杰 章浪 李繼承 鄧勇軍 陳小偉 杜成鑫

關(guān)鍵詞： 鎢纖維增強金屬玻璃復(fù)合材料長桿彈 撞擊速度 自銳 頭形轉(zhuǎn)變 有限元模擬

機構(gòu)： 西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 工程材料與結(jié)構(gòu)沖擊振動四川省重點實驗室 中國工程物理研究院總體工程研究所 北京理工大學(xué)前沿交叉研究院 南京理工大學(xué)

摘要： 目的預(yù)測金屬玻璃復(fù)合材料長桿彈在不同撞擊速度下的侵徹/穿甲性能,為優(yōu)化彈體撞擊速度和彈體頭部形狀等提供理論指導(dǎo)。方法結(jié)合相關(guān)侵徹試驗,基于細觀有限元建模及修正的熱力耦合本構(gòu)模型,開展了鎢纖維增強金屬玻璃復(fù)合材料長桿彈在不同速度下侵徹鋼靶的有限元模擬,分析了不同速度下復(fù)合材料彈體破壞模式的差異,討論了撞擊速度對復(fù)合材料彈體頭部形狀變化影響規(guī)律及其內(nèi)在機理。結(jié)果低速撞擊條件下,復(fù)合材料長桿彈體頭部的鎢纖維發(fā)生劇烈的屈曲彎折變形,彎折鎢纖維堆積在頭部,形成較厚的“邊緣層”,且存在1~2條剪切帶,彈體頭部表現(xiàn)為“細長尖卵”形狀;隨著撞擊速度逐漸增加,彈體頭部鎢纖維的彎折變形程度逐漸有所降低,“邊緣層”厚度也有所減小,且外側(cè)鎢纖維開始發(fā)生屈曲回流,頭形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸檀旨饴选毙螤?且尖銳程度隨撞擊速度增加而降低;在高速撞擊條件下,彈體頭部“邊緣層”顯著變薄,同時最外側(cè)鎢纖維發(fā)生屈曲回流,彈體頭部表現(xiàn)為“扁平”形狀。結(jié)論撞擊速度對復(fù)合材料彈體的頭部變形及破壞特征具有重要影響。隨著速度增加,復(fù)合材料彈體頭部形狀逐漸從“細長尖卵”轉(zhuǎn)變到“短粗尖卵”,最后變?yōu)椤氨馄健薄?/p>