杨 乐，关玉璞，张 涛，陈 伟

（南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016）

0 引言

航空发动机转子以很高的转速运转，当转子叶片在工作中意外失效时，断裂的叶片碎块会以巨大的能量被甩出，严重威胁飞行器的安全。中国民航航空发动机适航规定和通用规范均要求压气机和涡轮转子机匣必须对转子叶片失效引起的破坏具有包容性。为了提高效率，现代航空发动机高压压气机机匣和低压涡轮机匣通常设计为双层金属结构。因此，研究双层机匣的包容性具有重要的工程应用意义。

航空发动机机匣包容能力的验证通常花费极其昂贵，在机匣设计初期，一般通过研究不同的材料和结构形式的抗冲击性能，预估机匣的包容能力。公开发表的双层机匣抗冲击性能研究的文献极少，多数双层结构抗冲击性研究基于弹体穿甲。弹体穿甲与机匣结构不同的是采用靶板较厚，弹体的形状多为圆柱形，且撞击速度较高，因此弹体穿甲的研究结论只能作为参考。Ben-Dor[1]通过简化的锥形弹体冲击双层板模型，分析了层间距对双层延性金属材料平板的影响，结果表明，随着层间距的增加，双层金属板的弹道极限速度可能增加，也可能降低。Dey等[2]结合试验和数值仿真研究了3种不同钢板抗侵彻性能，在钝头冲击下，随着材料强度的提高，钢板的弹道极限速度呈下降趋势，在锥形或者头部有尖拱的弹体冲击下，钢板的弹道极限速度与之相反。Huang[3]数值模拟了钝头弹体冲击双层厚度为6 mm、层间距为3 mm钢板的弹道冲击性能，模拟结果表明，双层钢板在钝头弹体冲击下的失效模式为拉伸撕裂，且其抗冲击性能比同等厚度的单层板弹道极限速度提高25%。……