半球形头弹斜撞击下铝合金薄板的失效仿真分析

为分析斜撞击下撞击角度对6061-T651铝合金板失效特性的影响,首先用一级轻气炮发射半球形头弹正撞击铝合金靶板,得到试验数据。其次根据试验工况建立弹靶模型并验证模型的有效性,得到数值模拟结果,不仅能很好地预测靶体的弹道极限速度,还能够较好地分析弹体初始速度—剩余速度变化趋势。最后建立5种不同撞击角度下的弹靶模型,分析撞击角度对靶体失效特性的影响。结果表明,弹体的弹道极限随其撞击角度的增大先减小后增大,15°时弹道极限最小。靶板主要失效模式也由刚开始的花瓣开裂逐步变为撕裂拉伸破坏,且撞击速度也对靶板失效有较大的影响。

半球形头弹不同角度冲击下编织复合材料板的侵彻特性

利用一级气炮发射半球形头弹冲击2mm厚的编织复合材料层合板,冲击角度为0°、30°和45°,通过高速相机记录弹靶撞击过程并得到弹体速度数据。利用拟合公式处理试验数据,得到不同冲击角度时的弹道极限值,并和理论模型结果进行对比。分析了冲击角度对靶板弹道极限、能量吸收率和失效模式的影响。结果表明:45°斜冲击时的靶板弹道极限最高,正冲击次之,30°斜冲击最低。相同冲击能量时,45°斜冲击的能量吸收率最高,低能量(<80J)冲击时,30°斜冲击比正冲击能量吸收率高,高能量(>80J)时,正冲击更高。正冲击时,靶板正面因剪切失效而形成圆形凹坑,背面因纤维拉伸失效形成菱形鼓包,斜冲击形成椭圆形扩孔,且其面积随冲击角度增加而增加。