刘广生， 孙河洋， 周　伟

(1.陆军军官学院，合肥　230031 ；2. 军械工程学院，石家庄　050003；3.北京军代局，北京　100042)



弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究

刘广生1,2， 孙河洋2， 周伟3

(1.陆军军官学院，合肥230031 ；2. 军械工程学院，石家庄050003；3.北京军代局，北京100042)

火炮发射过程中，火炮身管内膛材料的损伤、失效及安全性问题一直是学术界和工程界关注的热点和难点[1]。发射过程中身管材料的力学性能主要受两个因素的影响：即挤进过程中弹带与身管内壁的冲击摩擦作用；高温、高压火药燃气对身管内壁的冲刷作用。其中，在弹带与身管内膛的强烈冲击摩擦作用下，位于接触面的某些区域会受到强烈的拉伸作用，如果这种拉伸变形超过材料的拉伸极限，材料就会产生损伤，甚至进一步演化为宏观的裂纹。因为该类问题的研究具有本构关系复杂、计算量特别大等特点，因此国内外对火炮发射过程中内膛损伤进行相关研究的文献几乎没有。

细观损伤力学模型能够从细观层面很好地描述材料宏观的力学性能由于内部损伤累积而逐渐劣化的过程，其中具有代表性的为Gurson模型和GTN模型[2-4]。GTN模型在很多领域得到了广泛的应用，但该模型三个参数的确定存在着很大的争议。Su等[5]分析含有均匀分布空穴的理想刚塑性及考虑应变硬化的理想模型，提出了相应的损伤失稳准则，得到了适合于韧性断裂的计算胞体模型，并通过von Mises准则及相应的失稳准则建立了HLC模型；McVeigh等[6]在Su工作的基础上，将Drucker-Prager准则融入到HLC模型中，得到了适合于描述挤进过程中受压应力状态为主的情况下空穴演化的模型。……