薄壁金属圆管在钝圆锥头弹体正冲击及斜冲击下破裂的实验研究

对薄壁软钢圆管在90°圆锥头子弹正冲击和斜冲击下的破裂进行了实验研究.测量了子弹以不同冲击角冲击时,圆管产生穿透性破裂的最小速度(临界破裂速度),找出管壁在不同冲击角下局部破裂的模式.在子弹以临界破裂速度正冲击下,靶壁逐渐覆盖整个弹头,管壁的最后破裂是剪切型的;当斜冲击角为30°时,子弹的尖端会刺透靶壁,在这些斜冲击角下,子弹的临界破裂动能仅仅是正冲击下的45%.     

金属薄板在圆锥头弹体正冲击下的破裂模式

临界破裂速度下（圆板产生破裂的最小速度）,对四种不同材料的薄金属圆板在不同圆锥半角的圆锥头子弹正冲击下的破裂模式进行了试验。研究发现随着圆锥半角的增加,板的破裂模式分别有刺透型、花瓣型和剪切型。通过试验分析,建立了在不同圆锥头子弹以临界破裂速度正冲击下,金属薄板的破裂模式和子弹圆锥半角及金属薄板材料性能的关系。分析中考虑了子弹和板壁接触区域内的局部变形,给出一临界圆锥半角c=arcsin exp(-0.5f)(f是金属薄板材料的真实破裂应变）。由此得到：临界破裂速度正冲击下,圆锥半角30时,薄板破裂由子弹直接刺透板壁引起;＞c且30时,薄板破裂模式是剪切型;当 30＜＜c时,薄板破裂模式是花瓣型。     

薄板试样斜断口形成机制及损伤断裂过程分析

为分析不同材料和尺寸的薄板试样在室温下拉伸破坏后均形成与横截面夹角在20°~25°之间斜断口的原因,首先用统计方法对试样内随机分布微缺陷进行讨论,提出一种在宏观尺度上材料内微缺陷分布局部非均匀简化模型的假设.应用含孔材料损伤本构模型对含有不同方向微缺陷分布局部非均匀薄带区域的16MnNb薄板试样变形至破坏全过程进行数值模拟.结果表明,斜断口形成主要是由于试样内在与横截面夹角小于45°的带形区域内微缺陷分布局部非均匀造成,且与该带形区域在试样中位置无关;由于考虑微缺陷分布局部非均匀,得到试样的斜断口形成过程与试验现象完全一致;同时结合试验断口形貌,对变形过程中颈缩截面内损伤演化和破坏过程进行研究,进一步解释薄板试样的损伤破坏机制.     

充液金属圆柱壳受弹体冲击的整体变形与局部破坏分析

在地基梁类比方法基础上,建立了一组充液金属圆柱壳受平头弹体侧向正冲击的理论分析模型,该模型可以确定冲击过程圆柱壳的整体变形及弹性的穿透破坏,利用该模型计算了弹道极限速度,弹体及圆柱壳的冲击响应历程,特别地,分析了内压对弹道极限速度等参数的影响,得到了内压与弹道极限速度的关系帮一些有意义的结论,理论结果与已有实验结果基本吻合。