铝合金三角形波纹夹芯板抗平头弹冲击的损伤特性研究

为研究铝合金三角形波纹夹芯板受到平头弹冲击后的损伤形式与抗冲击性能,利用一级气炮对铝合金三角形波纹夹芯板的两种冲击位置进行冲击试验。根据试验数据,对比分析三角形波纹夹芯板及等面密度单层板的弹道极限速度与耗能,并结合有限元仿真分析夹芯板的动态损伤过程、动态载荷响应及损伤机理。研究结果表明,三角形波纹夹芯板损伤形式为剪切破坏、撕裂破坏与弯曲变形。波纹板的抗冲击性能低于等面密度的单层板,并且波纹板节点位置的抗冲击性能高于基座位置。当弹体冲击速度较低时,波纹板的耗能低于单层板,随着冲击速度增加,波纹板节点位置的耗能高于单层板,基座位置的耗能与单层板相近。此外,波纹板的动态载荷响应与失效机理均受到冲击位置与弹体冲击速度的影响。

基于不同断裂准则的6061-T651铝合金板抗冲击性能数值仿真研究

利用ABAQUS/Explicit软件建立了弹体冲击靶板的有限元模型,并采用不同的断裂准则进行数值仿真计算。通过分析铝合金板冲击失效单元的应力状态,揭示不同头部形状弹体冲击下铝合金板的失效机理,以及断裂准则对数值仿真结果的影响规律。研究结果表明,相比MJC断裂准则,WMJC断裂准则由于考虑了Lode角的影响,预测的结果与试验更吻合。随着弹体头部曲率半径比的增大,靶板失效单元中拉伸断裂的占比逐渐增多,从而导致Lode角对数值仿真预测出的弹道极限的影响逐渐减小。此外,在不同头部形状的弹体冲击下,断裂准则对靶板失效模式的影响机制存在区别。