长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃/侵彻转变速度理论模型
发布时间：2021-11-23 02:26
为预测长杆弹撞击装甲陶瓷界面击溃/侵彻转变过程,采用Hertz接触理论确定靶体内部应力,将其分别应用于陶瓷锥裂纹与翼型裂纹扩展理论。通过比较两种裂纹扩展模型计算得到的界面击溃/侵彻转变速度,提出准确预测界面击溃/侵彻转变速度的理论模型。结果表明:将两种裂纹扩展理论相结合的理论模型可以合理地解释界面击溃/侵彻转变过程,转变速度计算结果与已有实验结果吻合较好。弹体半径较小时,锥裂纹扩展控制界面击溃/侵彻转变过程;弹体半径较大时,翼型裂纹扩展控制界面击溃/侵彻转变过程。
【文章来源】：爆炸与冲击. 2017,37(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
靶体内部应力分布
(1+ν)1－zatan－1az[()]－321+(z/a)2[](12)同理，弹靶接触表面主应力σ1、σ2和各方向应力σr、σz的表达式为［17］:σ1P0=σrP0=(1－2ν)a23r21－1－ra()2[](3/2){}－1－ra()槡2r≤a(1－2ν)a23r2r＞a(13)σ2P0=σzP0=－1－ra()槡2(14)2预测转变速度的理论模型长杆弹高速撞击装甲陶瓷界面击溃时，陶瓷内部可以观察到明显的锥裂纹和塑性区域［18］，如图2所示。图2表明陶瓷靶破坏过程受控于弹靶接触面下的塑性变形及弹靶接触面边沿的裂纹扩展(锥裂纹)。本文中给出的理论模型将结合微观裂纹扩展和锥裂纹扩展模型预测转变速度，如图3所示。图2界面击溃时TiB2内裂纹情况［18］Fig．2CracksinTiB2duringinterfacedefeat［18］图3基于裂纹扩展的转变速度理论模型Fig．3Combinedcriterionofinterfacedefeat/penetrationtransitionvelocitybasedoncrackpropagationmodel文献［3］和文献［17］分别从陶瓷内部锥裂纹和翼型裂纹角度研究了界面击溃/侵彻转变过程。前者分析了高速撞击条件下陶瓷内部锥形裂纹的产生和扩展对界面击溃/侵彻转变过程的影响。翼型裂纹扩展模型建立在脆性材料压缩失效模型的基础之上。陶瓷内部原生裂纹在应力作用下演变成翼型裂纹，发展为塑性变形。陶瓷内部翼型裂纹扩展使陶瓷材料剪切失效，当失效区域到达弹靶接触表面时，陶瓷材料破坏，弹体开始侵彻靶体。对于翼型裂纹扩展模型，主要研究了转变速度与延性系数、泊松比与摩擦因数等靶体材料特性的关系。2．1长杆弹撞击陶瓷靶锥裂纹扩展模型陶瓷破坏的初始阶段出现锥裂纹，也叫陶瓷锥［3］
P0=σrP0=(1－2ν)a23r21－1－ra()2[](3/2){}－1－ra()槡2r≤a(1－2ν)a23r2r＞a(13)σ2P0=σzP0=－1－ra()槡2(14)2预测转变速度的理论模型长杆弹高速撞击装甲陶瓷界面击溃时，陶瓷内部可以观察到明显的锥裂纹和塑性区域［18］，如图2所示。图2表明陶瓷靶破坏过程受控于弹靶接触面下的塑性变形及弹靶接触面边沿的裂纹扩展(锥裂纹)。本文中给出的理论模型将结合微观裂纹扩展和锥裂纹扩展模型预测转变速度，如图3所示。图2界面击溃时TiB2内裂纹情况［18］Fig．2CracksinTiB2duringinterfacedefeat［18］图3基于裂纹扩展的转变速度理论模型Fig．3Combinedcriterionofinterfacedefeat/penetrationtransitionvelocitybasedoncrackpropagationmodel文献［3］和文献［17］分别从陶瓷内部锥裂纹和翼型裂纹角度研究了界面击溃/侵彻转变过程。前者分析了高速撞击条件下陶瓷内部锥形裂纹的产生和扩展对界面击溃/侵彻转变过程的影响。翼型裂纹扩展模型建立在脆性材料压缩失效模型的基础之上。陶瓷内部原生裂纹在应力作用下演变成翼型裂纹，发展为塑性变形。陶瓷内部翼型裂纹扩展使陶瓷材料剪切失效，当失效区域到达弹靶接触表面时，陶瓷材料破坏，弹体开始侵彻靶体。对于翼型裂纹扩展模型，主要研究了转变速度与延性系数、泊松比与摩擦因数等靶体材料特性的关系。2．1长杆弹撞击陶瓷靶锥裂纹扩展模型陶瓷破坏的初始阶段出现锥裂纹，也叫陶瓷锥［3］，陶瓷锥裂纹扩展过程如图4所示。为简化问题作如下假设:(1)裂纹沿主应力方向传播，忽略其他类型裂纹;(2)裂纹的径向延伸由断裂韧性KIC决定;第6期谈梦婷，等:长杆弹撞击装甲?
【参考文献】：
期刊论文
[1]柱形长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟. 爆炸与冲击. 2011(02)
[2]尖锥头长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟. 力学学报. 2011(01)
[3]脆性陶瓷靶高速侵彻／穿甲动力学的研究进展[J]. 陈小伟,陈裕泽. 力学进展. 2006(01)
本文编号：3512934
【文章来源】：爆炸与冲击. 2017,37(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
靶体内部应力分布
(1+ν)1－zatan－1az[()]－321+(z/a)2[](12)同理，弹靶接触表面主应力σ1、σ2和各方向应力σr、σz的表达式为［17］:σ1P0=σrP0=(1－2ν)a23r21－1－ra()2[](3/2){}－1－ra()槡2r≤a(1－2ν)a23r2r＞a(13)σ2P0=σzP0=－1－ra()槡2(14)2预测转变速度的理论模型长杆弹高速撞击装甲陶瓷界面击溃时，陶瓷内部可以观察到明显的锥裂纹和塑性区域［18］，如图2所示。图2表明陶瓷靶破坏过程受控于弹靶接触面下的塑性变形及弹靶接触面边沿的裂纹扩展(锥裂纹)。本文中给出的理论模型将结合微观裂纹扩展和锥裂纹扩展模型预测转变速度，如图3所示。图2界面击溃时TiB2内裂纹情况［18］Fig．2CracksinTiB2duringinterfacedefeat［18］图3基于裂纹扩展的转变速度理论模型Fig．3Combinedcriterionofinterfacedefeat/penetrationtransitionvelocitybasedoncrackpropagationmodel文献［3］和文献［17］分别从陶瓷内部锥裂纹和翼型裂纹角度研究了界面击溃/侵彻转变过程。前者分析了高速撞击条件下陶瓷内部锥形裂纹的产生和扩展对界面击溃/侵彻转变过程的影响。翼型裂纹扩展模型建立在脆性材料压缩失效模型的基础之上。陶瓷内部原生裂纹在应力作用下演变成翼型裂纹，发展为塑性变形。陶瓷内部翼型裂纹扩展使陶瓷材料剪切失效，当失效区域到达弹靶接触表面时，陶瓷材料破坏，弹体开始侵彻靶体。对于翼型裂纹扩展模型，主要研究了转变速度与延性系数、泊松比与摩擦因数等靶体材料特性的关系。2．1长杆弹撞击陶瓷靶锥裂纹扩展模型陶瓷破坏的初始阶段出现锥裂纹，也叫陶瓷锥［3］
P0=σrP0=(1－2ν)a23r21－1－ra()2[](3/2){}－1－ra()槡2r≤a(1－2ν)a23r2r＞a(13)σ2P0=σzP0=－1－ra()槡2(14)2预测转变速度的理论模型长杆弹高速撞击装甲陶瓷界面击溃时，陶瓷内部可以观察到明显的锥裂纹和塑性区域［18］，如图2所示。图2表明陶瓷靶破坏过程受控于弹靶接触面下的塑性变形及弹靶接触面边沿的裂纹扩展(锥裂纹)。本文中给出的理论模型将结合微观裂纹扩展和锥裂纹扩展模型预测转变速度，如图3所示。图2界面击溃时TiB2内裂纹情况［18］Fig．2CracksinTiB2duringinterfacedefeat［18］图3基于裂纹扩展的转变速度理论模型Fig．3Combinedcriterionofinterfacedefeat/penetrationtransitionvelocitybasedoncrackpropagationmodel文献［3］和文献［17］分别从陶瓷内部锥裂纹和翼型裂纹角度研究了界面击溃/侵彻转变过程。前者分析了高速撞击条件下陶瓷内部锥形裂纹的产生和扩展对界面击溃/侵彻转变过程的影响。翼型裂纹扩展模型建立在脆性材料压缩失效模型的基础之上。陶瓷内部原生裂纹在应力作用下演变成翼型裂纹，发展为塑性变形。陶瓷内部翼型裂纹扩展使陶瓷材料剪切失效，当失效区域到达弹靶接触表面时，陶瓷材料破坏，弹体开始侵彻靶体。对于翼型裂纹扩展模型，主要研究了转变速度与延性系数、泊松比与摩擦因数等靶体材料特性的关系。2．1长杆弹撞击陶瓷靶锥裂纹扩展模型陶瓷破坏的初始阶段出现锥裂纹，也叫陶瓷锥［3］，陶瓷锥裂纹扩展过程如图4所示。为简化问题作如下假设:(1)裂纹沿主应力方向传播，忽略其他类型裂纹;(2)裂纹的径向延伸由断裂韧性KIC决定;第6期谈梦婷，等:长杆弹撞击装甲?
【参考文献】：
期刊论文
[1]柱形长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟. 爆炸与冲击. 2011(02)
[2]尖锥头长杆弹侵彻的界面击溃分析[J]. 李继承,陈小伟. 力学学报. 2011(01)
[3]脆性陶瓷靶高速侵彻／穿甲动力学的研究进展[J]. 陈小伟,陈裕泽. 力学进展. 2006(01)
本文编号：3512934
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