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不同叠层顺序下的TC4薄板抗平头弹冲击性能

2021-04-06王陆军

中国民航大学学报 2021年1期

胡 静,王陆军,胡 昂

(中国民航大学航空工程学院,天津 300300)

弹靶撞击属于经典的冲击动力学问题,弹体贯穿金属靶板的行为十分复杂,靶板失效模式受靶板材料及弹体撞击速度的影响,且与其防护性能密切相关。TC4 钛合金靶板抗外来物撞击相关研究取得了一些成果。惠旭龙等[1]采用试验与仿真相结合的方法研究了高速撞击下TC4 钛合金的损伤行为和弹道极限特性。张新[2]在验证仿真材料模型有效性后,开展不同头部形状弹体以不同速度撞击钛合金的扩展研究。Teng 等[3]使用ABAQUS/EXPLICIT 研究弹靶高速撞击过程中靶体发生冲塞破坏时的裂纹扩展情况,结果表明,对于两种不同材料的靶板,弹体速度在弹道极限附近时,靶板均会发生拉伸变形和撕裂破坏,而当弹体撞击速度高于弹道极限时,靶板的失效模式会发生变化(钢靶会继续发生撕裂破坏和拉伸变形,铝靶则主要表现为剪切冲塞破坏)。

陈敏[4]试验得到TC4 钛合金材料的力学性能参数,利用L-M 算法拟合出3 种本构模型参数,并利用Taylor 撞击试验验证该本构模型参数的有效性。Zhang等[5]为了研究TC4 钛合金套管的性能,利用两个不同尺寸的扁平叶片作为弹体,进行平面套管的冲击试验和曲面套管的仿真研究,分析套管的失效机理,基于试验数据推导出估算弹道极限的经验公式。祝家奇[6]以2A12-T4 铝合金薄板为研究对象,分析弹体入射角、靶板分层及间隙对防护结构抗冲击性能的影响规律和转化机理,揭示了不同工况下各因素对靶板失效损伤的影响。……

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