為了揭示TC4鈦合金板抗撞擊性能與失效模式隨厚度的變化規(guī)律及機理,采用ABAQUS/Explicit有限元軟件建立平頭彈撞擊不同厚度靶板的模型,對彈體撞擊不同厚度靶板進行計算。通過對比數(shù)值仿真與撞擊實驗結(jié)果,驗證仿真模型的有效性。研究結(jié)果表明,靶板的主要失效模式、耗能機制、彈道極限隨其厚度增加會發(fā)生改變,靶板厚度存在對應(yīng)的轉(zhuǎn)折值。對于TC4鈦合金薄板,當靶板厚度比較小時,靶板拉伸撕裂破壞占主導(dǎo)作用。但是,當靶板厚度比較大時,靶板主要失效模式是局部剪切破壞。當靶板厚度小于4 mm、大于8 mm時,彈道極限速度隨靶板厚度的增加而增加;當厚度為4～8 mm時,彈道極速度變化不明顯。

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【部分圖文】：

圖1 平頭彈體形狀及尺寸(mm)

彈體名義質(zhì)量為34.5g,彈體幾何形狀如圖1所示。利用ABAQUS/Explicit有限元軟件建立平頭彈體撞擊不同厚度靶板的軸對稱模型,如圖2所示。由于彈體硬度高,在撞擊前后幾乎不產(chǎn)生變形,因此采用均勻化網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格尺寸為0.5×0.5mm2。靶板均采用直徑為180mm的....

圖2 彈體沖擊靶體軸對稱有限元模型

為了驗證彈體撞擊靶板模型及其參數(shù)的有效性,對比彈體撞擊厚度2mm靶板的試驗與數(shù)值仿真結(jié)果。將彈體及靶板材料模型及參數(shù)嵌入到有限元程序中,進行數(shù)值仿真計算,得到彈體撞擊靶板的初始與剩余速度。基于撞擊試驗與數(shù)值仿真結(jié)果,利用R-I公式[8]擬合彈體的初始與剩余速度,得到彈體速度曲線....

圖3 彈體試驗與仿真初始與剩余速度關(guān)系對比

平頭彈體撞擊靶板時,彈道極限試驗值為121.7m/s,而彈道極限數(shù)值仿真值為132.3m/s,相差8.7%,兩者比較一致。此外,圖4對比了靶板試驗與數(shù)值仿真的失效模式,平頭彈體撞擊靶板主要發(fā)生剪切沖塞失效,可以發(fā)現(xiàn)數(shù)值仿真接近試驗結(jié)果。通過對比靶板撞擊試驗與數(shù)值仿真的失效模式....

圖4 靶板的試驗與仿真失效模式對比:vi=153.7 m/s

圖3彈體試驗與仿真初始與剩余速度關(guān)系對比2.3靶板彈道極限分析

本文編號：4032474