TNT空爆载荷下WELDOX 700E钢变形行为研究

以WELDOX 700E钢为研究对象,研究了8 mm钢在6 kg球形TNT空爆载荷、12 mm钢在10 kg球形TNT空爆载荷下的抗爆轰变形行为,结合ABAQUS模拟计算软件建立了WELDOX 700E钢抗爆轰变形模拟计算模型。结果表明:材料强度是影响WELDOX 700E钢抗爆轰变形行为的关键因素之一,高强度WELDOX 700E钢在球形TNT空爆载荷条件下呈现均匀的拱形变形。在6 kg球形TNT空爆载荷下,8 mm WELDOX 700E钢板中点的最大动态位移为144 mm,永久挠度为124 mm,回弹为21 mm;在10 kg球形TNT空爆载荷下,12 mm WELDOX 700E钢板中点的最大动态位移为166 mm,永久挠度为143 mm,回弹为23 mm。在不考虑实验工装整体偏移的条件下,球形TNT空爆载荷下钢的抗爆轰变形模拟计算结果可准确反映WELDOX 700E钢的抗爆轰变形行为。WELDOX 700E钢在抗爆轰形变过程中存在显著的厚度减薄现象并伴随一定的应变硬化行为,应变硬化行为主要为WELDOX 700E钢马氏体晶粒内部位错增殖的表现,8 mm和12 mm WELDOX 700E钢中心区域的位错密度较边部分别增加80.31%和151.76%。

WELDOX 700E钢Johnson-Cook本构模型及动态断裂机理

利用拉伸试验机、霍普金森拉杆装置对高强度WELDOX 700E 钢进行了静、动态拉伸力学性能测试,研究了WELDOX 700E 钢的静、动态力学性能,并利用OM、SEM 观察分析了WELDOX 700E 钢不同应变速率下的断裂机理。结果表明: 随着应变速率由0. 000 25 s - 1 提高至4000 s - 1 时,WELDOX 700E 钢的屈服强度提高53. 4%,并伴随有绝热升温现象;同时,通过对试验数据进行本构方程拟合,得到了WELDOX 700E 钢的Johnson-Cook 本构方程: σi = ( 921. 6 + 1147. 2ε0. 81i) ( 1 + 0. 085lnε ·* ) 。静、动态拉伸条件下,WELDOX 700E 钢呈现出典型的微孔聚集型韧窝断裂形貌,显微孔洞以马氏体板条界面、第二相粒子为形核点,在拉伸正应力的持续作用下显微孔洞长大、聚集,直至断裂,且随着应变速率的增加,拉伸试样颈缩区的马氏体板条平均宽度由891 nm 降至395 nm,显微组织形变加剧与强度增加的趋势一致.