杨庆年， 陈孝珍， 肖新科， 李 凡， 张 伟

(1. 南阳理工学院 土木工程学院，河南 南阳 473004； 2. 重庆大学 土木工程学院，重庆 400045； 3. 哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150008)

由于价格低廉、比强度高、承载能力良好和优异的加工性，金属材料常用于制造战斗部或构筑军民防护结构[1]。在与作用对象碰撞过程中，金属弹或靶往往发生大变形和多种形式和机理的断裂破坏[2]。近年来，以有限元方法为代表的数值计算在冲击工程领域获得了诸多成功应用。

但是，金属材料的延性断裂是一种非常局部化的现象，裂纹萌生位置塑性变形大、应力高、应变梯度大。另外，金属弹或靶还将经历丰富和多变的应力状态[3-7]。因此，预测金属的延性断裂就要求采用合理精度的本构模型和断裂准则。正因为如此，Zukas等[8]指出，数值计算的精度和有效性受材料模型的限制。

近期，越来越多的试验研究及基于细观力学的数值计算表明，除应力三轴度外，Lode参数对金属材料延性断裂有影响[9-13]，即断裂应变同时与应力状态的两个参数有关[14]。但目前，一方面冲击工程界大量采用仅应力三轴相关的断裂准则(如Johnson-CooK[15])并取得不少成功案例，采用Lode参数相关断裂准则的数值计算鲜见报道；另一方面，文献中仍可见到数值计算无法合理预报试验结果的案例，如文献[16-19]。

因此，有必要研究应力三轴度和Lode参数同时相关的断裂准则在冲击断裂问题数值预报中的效用。

金属圆柱杆在撞击刚性靶(即Taylor撞击)的过程中可出现大变形和多种断裂行为。……