伍星星，孟利平，刘建湖，王海坤，张伦平

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

0 引 言

舰船在爆炸冲击载荷下的毁伤破坏是工程人员较为关注的问题[1]，获取船用材料损伤断裂特性对于舰船抗爆评估、优化设计等具有重要的意义。

金属材料的损伤特性与应力状态存在很强的关系，应力三轴度是应力状态的一种重要表征方式。现阶段材料损伤特性的研究基本集中在应力三轴度方面，爆炸冲击领域应用较为广泛的JC 失效模型[2]专门采用D1、D2、D3三个参数来表征应力三轴度对失效应变影响。Borvik、Wierzbicki 等[3-6]通过开展系列扭转、压缩、拉伸等不同类型试件，给出了Weldox460E、6061-T6、2024-T351等材料失效应变与应力三轴度之间的关系，并采用建立的参数模型用于侵彻计算，得到的仿真计算结果与试验结果吻合较好；李营等[7]通过设计改进的Arcan 夹具，并利用DIC 测量技术，进一步分析了拉剪应力状态下材料失效应变与应力三轴度之间的关系；郭子涛等[8]通过平板剪切试验、平板缺口拉伸试验，拟合得到了低碳钢Q235 失效应变与应力三轴度之间的关系，失效参数得到了Taylor 杆撞击试验验证。现有对应力三轴度的研究基本是为获取失效准则拟合参数，关于应力三轴度对失效应变深层次影响机理，尤其是微观角度的影响机理鲜有报道，对用于开展试验的各类试件的破坏机理分析也较少。

本文针对典型船用钢，设计了不同应力三轴度力学性能试验试件并开展了相关试验，试验后利用电镜扫描对各类试件进行断口观察，从微观角度分析其破坏机理，同时借助数值仿真手段对各类试件破坏过程进行分析，二者共同揭示了应力三轴度对船用钢断裂影响机理。……