钨丝/锆基非晶复合材料长杆体弹芯穿甲实验研究
发布时间：2021-11-27 09:05
针对体积分数为80%的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在13001700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比。研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和贫铀合金的侵彻特性,主要表现在:（1）在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;（2）这种复合材料在高速侵彻过程中,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤。
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2016,45(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
体积分数80%的钨丝/锆基非晶复合材料的横截面
藓癜邪宓拇┩柑匦裕唬?）回收该材料弹芯的残体实验。（1）开坑阶段弹芯在着靶瞬间，在弹靶撞击界面受碰撞的高压作用下实现开坑。在开坑过程中，一方面因弹丸头部为截锥形，使弹丸的入孔较小；另一方面，非晶相在高压下发生快速气化，降低了钨丝束间的结合强度，钨丝束在撞击力作用下发生变形、弯曲、横向运动和回流。随着侵彻进行，弯曲变形的钨丝聚集增加，使弹丸的穿孔横向加大，因此开坑阶段出现了“八”字型。如图2、3和4所示。开坑的长度约为弹径的1.5倍，开坑结束时的最大弹坑直径约为弹坑直径的2.5倍。而图21#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.2Pictureofcross-sectionof1#(composite,v=1383.4m/s)图33#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.3Pictureofcross-sectionof3#(composite,v=1507.5m/s)图47#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.4Pictureofcross-sectionof7#(composite,v=1634.8m/s)钨合金材料在开坑阶段不具有这种现象（图5，6）。（2）稳定侵彻阶段在开坑结束后，进入稳定侵彻阶段。回流的汇聚钨丝运动可能发生多种情况，这与材料的工艺条件、性能参数、弹丸结构和弹丸的着靶速度等因素相关。针对当前的研究情况，在稳定侵彻过程中钨丝束的回流会发生2种情况：一种是回流不通畅，随着侵彻过程的回流钨丝束汇集，达到一定程度时会在回流过程中发生部分堵塞，这就会使弹芯在后续侵彻过程中形成的气体压力骤然升高，利于回流钨丝束运动，周而复始，因此在弹坑上留下波纹状的沟槽划痕。从图2、3、和4复合材料弹坑与图5、6的钨合金弹坑对比可以发现：一方面，沿着侵彻方向，复合材料弹孔的直径基本没有变化，保持在10mm左右，但表面过渡不平滑，出现波纹状；1mm
击界面受碰撞的高压作用下实现开坑。在开坑过程中，一方面因弹丸头部为截锥形，使弹丸的入孔较小；另一方面，非晶相在高压下发生快速气化，降低了钨丝束间的结合强度，钨丝束在撞击力作用下发生变形、弯曲、横向运动和回流。随着侵彻进行，弯曲变形的钨丝聚集增加，使弹丸的穿孔横向加大，因此开坑阶段出现了“八”字型。如图2、3和4所示。开坑的长度约为弹径的1.5倍，开坑结束时的最大弹坑直径约为弹坑直径的2.5倍。而图21#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.2Pictureofcross-sectionof1#(composite,v=1383.4m/s)图33#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.3Pictureofcross-sectionof3#(composite,v=1507.5m/s)图47#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.4Pictureofcross-sectionof7#(composite,v=1634.8m/s)钨合金材料在开坑阶段不具有这种现象（图5，6）。（2）稳定侵彻阶段在开坑结束后，进入稳定侵彻阶段。回流的汇聚钨丝运动可能发生多种情况，这与材料的工艺条件、性能参数、弹丸结构和弹丸的着靶速度等因素相关。针对当前的研究情况，在稳定侵彻过程中钨丝束的回流会发生2种情况：一种是回流不通畅，随着侵彻过程的回流钨丝束汇集，达到一定程度时会在回流过程中发生部分堵塞，这就会使弹芯在后续侵彻过程中形成的气体压力骤然升高，利于回流钨丝束运动，周而复始，因此在弹坑上留下波纹状的沟槽划痕。从图2、3、和4复合材料弹坑与图5、6的钨合金弹坑对比可以发现：一方面，沿着侵彻方向，复合材料弹孔的直径基本没有变化，保持在10mm左右，但表面过渡不平滑，出现波纹状；1mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨纤维复合材料穿甲弹芯侵彻时的自锐现象[J]. 荣光,黄德武. 爆炸与冲击. 2009(04)
[2]钨纤维复合材料穿甲弹芯自锐行为的试验研究[J]. 雷波,黄德武,杨明川,荣光. 沈阳理工大学学报. 2008(01)
[3]油井爆生气体对岩石劈裂作用机制探索[J]. 陈莉静,李宁,王俊奇. 岩石力学与工程学报. 2006(11)
[4]W丝增强含Co锆基非晶复合材料的变形行为与力学性能[J]. 武晓峰,张海峰,胡壮麒. 稀有金属材料与工程. 2005(06)
[5]钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料及其塑性行为[J]. 邱克强,王爱民,张海峰,乔东春,丁炳哲,胡壮麒,邱克强. 金属学报. 2002(10)
[6]爆生气体作用下岩石裂纹的扩展机理[J]. 杨小林,王梦恕. 爆炸与冲击. 2001(02)
本文编号：3521964
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2016,45(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
体积分数80%的钨丝/锆基非晶复合材料的横截面
藓癜邪宓拇┩柑匦裕唬?）回收该材料弹芯的残体实验。（1）开坑阶段弹芯在着靶瞬间，在弹靶撞击界面受碰撞的高压作用下实现开坑。在开坑过程中，一方面因弹丸头部为截锥形，使弹丸的入孔较小；另一方面，非晶相在高压下发生快速气化，降低了钨丝束间的结合强度，钨丝束在撞击力作用下发生变形、弯曲、横向运动和回流。随着侵彻进行，弯曲变形的钨丝聚集增加，使弹丸的穿孔横向加大，因此开坑阶段出现了“八”字型。如图2、3和4所示。开坑的长度约为弹径的1.5倍，开坑结束时的最大弹坑直径约为弹坑直径的2.5倍。而图21#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.2Pictureofcross-sectionof1#(composite,v=1383.4m/s)图33#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.3Pictureofcross-sectionof3#(composite,v=1507.5m/s)图47#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.4Pictureofcross-sectionof7#(composite,v=1634.8m/s)钨合金材料在开坑阶段不具有这种现象（图5，6）。（2）稳定侵彻阶段在开坑结束后，进入稳定侵彻阶段。回流的汇聚钨丝运动可能发生多种情况，这与材料的工艺条件、性能参数、弹丸结构和弹丸的着靶速度等因素相关。针对当前的研究情况，在稳定侵彻过程中钨丝束的回流会发生2种情况：一种是回流不通畅，随着侵彻过程的回流钨丝束汇集，达到一定程度时会在回流过程中发生部分堵塞，这就会使弹芯在后续侵彻过程中形成的气体压力骤然升高，利于回流钨丝束运动，周而复始，因此在弹坑上留下波纹状的沟槽划痕。从图2、3、和4复合材料弹坑与图5、6的钨合金弹坑对比可以发现：一方面，沿着侵彻方向，复合材料弹孔的直径基本没有变化，保持在10mm左右，但表面过渡不平滑，出现波纹状；1mm
击界面受碰撞的高压作用下实现开坑。在开坑过程中，一方面因弹丸头部为截锥形，使弹丸的入孔较小；另一方面，非晶相在高压下发生快速气化，降低了钨丝束间的结合强度，钨丝束在撞击力作用下发生变形、弯曲、横向运动和回流。随着侵彻进行，弯曲变形的钨丝聚集增加，使弹丸的穿孔横向加大，因此开坑阶段出现了“八”字型。如图2、3和4所示。开坑的长度约为弹径的1.5倍，开坑结束时的最大弹坑直径约为弹坑直径的2.5倍。而图21#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.2Pictureofcross-sectionof1#(composite,v=1383.4m/s)图33#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.3Pictureofcross-sectionof3#(composite,v=1507.5m/s)图47#弹(复合材料)孔的线切割剖面照片Fig.4Pictureofcross-sectionof7#(composite,v=1634.8m/s)钨合金材料在开坑阶段不具有这种现象（图5，6）。（2）稳定侵彻阶段在开坑结束后，进入稳定侵彻阶段。回流的汇聚钨丝运动可能发生多种情况，这与材料的工艺条件、性能参数、弹丸结构和弹丸的着靶速度等因素相关。针对当前的研究情况，在稳定侵彻过程中钨丝束的回流会发生2种情况：一种是回流不通畅，随着侵彻过程的回流钨丝束汇集，达到一定程度时会在回流过程中发生部分堵塞，这就会使弹芯在后续侵彻过程中形成的气体压力骤然升高，利于回流钨丝束运动，周而复始，因此在弹坑上留下波纹状的沟槽划痕。从图2、3、和4复合材料弹坑与图5、6的钨合金弹坑对比可以发现：一方面，沿着侵彻方向，复合材料弹孔的直径基本没有变化，保持在10mm左右，但表面过渡不平滑，出现波纹状；1mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨纤维复合材料穿甲弹芯侵彻时的自锐现象[J]. 荣光,黄德武. 爆炸与冲击. 2009(04)
[2]钨纤维复合材料穿甲弹芯自锐行为的试验研究[J]. 雷波,黄德武,杨明川,荣光. 沈阳理工大学学报. 2008(01)
[3]油井爆生气体对岩石劈裂作用机制探索[J]. 陈莉静,李宁,王俊奇. 岩石力学与工程学报. 2006(11)
[4]W丝增强含Co锆基非晶复合材料的变形行为与力学性能[J]. 武晓峰,张海峰,胡壮麒. 稀有金属材料与工程. 2005(06)
[5]钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料及其塑性行为[J]. 邱克强,王爱民,张海峰,乔东春,丁炳哲,胡壮麒,邱克强. 金属学报. 2002(10)
[6]爆生气体作用下岩石裂纹的扩展机理[J]. 杨小林,王梦恕. 爆炸与冲击. 2001(02)
本文编号：3521964
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