钨颗粒增强锆基非晶复材弹侵彻行为的数值模拟
2021-06-02邓晶鑫胡会娥苏小红
兵器装备工程学报 2021年5期
邓晶鑫,胡会娥,苏小红,李 瑜
(海军工程大学 基础部, 武汉 430033)
在穿甲弹研究领域中,“高密度”、“自锐性”已经成为良好侵彻性能的代名词。同时,为保证高强高硬的弹芯在被发射的过程中不发生劈裂,要求弹芯材料也要拥有一定的韧塑性。锆基非晶合金对环境无污染,且在玻璃化转变温度以下受到高应力发生变形时,失效破坏模式为局部绝热剪切[1-2]。在非晶基体中加入钨作为增强相之后,材料整体的密度得到提升,钨还可以在复合材料的塑性变形过程中诱发非晶基体多剪切带的产生和滑移,保证相应的非晶复合材料具有高强度、高剪切敏感性等特性,同时又增加塑性与韧性[3-4]。因此,钨增强锆基非晶复合材料作为有可能替代目前广泛使用的钨重合金的新型穿甲弹弹芯材料成为当今的研究热点。
大约在二十年前,H.Choi-yim等[5]就制备出了体积分数为50%的钨颗粒增强锆基非晶复合材料,他们将其制成弹芯侵彻4130钢靶,这项研究展现出了将钨颗粒作为增强相的优点。侵彻是发生在极短时间内的行为,目前的试验设备还不能捕捉到弹体在这一短时间内的各项参数变化。采用数值模拟可以在一定程度上解决这个问题,然而由于当时的仿真技术还不完善,他们没有进行有关模拟的研究。在接下来的十几年内,仿真技术飞速发展,对钨增强锆基非晶复合材料侵彻靶板的模拟也日渐成熟。但是这些模拟的对象多为钨纤维增强锆基非晶复合材料,使用钨颗粒作为增强相的少之又少。……
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