Page 131 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 王志裕，等： 锆基非晶合金破片侵彻碳纤维及后效LY12靶的试验研究 第 9 期

3 000 3 500

2 500 3 000
Damage area/mm 2 1 500 Interstitial target Damage area/mm 2 2 000 Interstitial target
2 000
2 500

1 000
1 500
Interstitial target
Interstitial target
500 Laminated target 1 000 Laminated target
Laminated target Laminated target
0 500
400 600 800 1 000 1 200 400 600 800 1 000 1 200
Initial velocity/(m·s ) Initial velocity/(m·s )
−1
−1
(a) Face (b) Back
图 11 两种设置靶中撞击速度与碳纤维靶毁伤面积关系图
Fig. 11 Plot of impact velocity versus area of carbon fibre target damage for two target settings

由于非晶合金破片撞击 LY12 靶板形成的
毁伤区域形状不规则，难以直接测量其面积，故
使用 MATALB 中图像采集处理功能，将试验破
孔图像转化为简单的黑白图像，以便更好地观察
和分析毁伤区域的情况。如图 12 所示，利用图
像滤波、边缘检测、二值化等处理方法，将彩色
图像转化为灰度图像。将灰度图像中大于或等 (a) v 0 =1 049.3 m/s (b) v 0 =698.3 m/s
于设定阈值的像素设置为白色（通常为 0），小于 图 12 二值化结果
设定阈值的像素设置为黑色（通常为 255）。获 Fig. 12 Binarization results
得黑白二值图像，通过测量图像中各个像素的亮度值，可以计算出毁伤区域的面积。
表 2 为 通 过 二 值 法 得 到 的 LY12 靶 毁 伤 面 积 ， 可 以 看 出 ： 叠 合 靶 试 验 中 ， 非 晶 合 金 破 片 速 度 为
420.8 m/s 时，它对 6 mm 碳纤维靶造成贯穿之后并未对 LY12 靶造成穿透；叠合靶实验中，破片速度由
698.3 m/s 增加到 1 169.2 m/s 时，LY12 靶毁伤面积由 150.6 mm 增大到 317.4 mm ，增幅为 110.8%；间隔靶
2
2
2
试验中，破片速度由 695.3 m/s 增加至 1 148.7 m/s 时，LY12 靶的毁伤面积由 156 mm 增加至 508.2 mm ，
2
增幅为 225.8%。

表 2 不同设置靶板中 LY12 靶毁伤面积
Table 2 Destruction area of LY12 targets at different set
类型 初始速度/(m·s ) LY12毁伤面积/mm 2 类型 初始速度/(m·s ) LY12毁伤面积/mm 2
−1
−1
1 169.2 317.4 1 148.7 508.2
1 049.4 310.6 1 103.9 439.2
933.6 290.9 936.9 312.4
858.1 269.3 862.9 206.9
叠合靶 间隔靶
734.1 377.5 767.5 176.6
698.3 156.6 695.3 150.0
545.4 75.3 572.2 80.7
420.8 0

图 13 为锆基非晶合金破片速度和 LY12 靶毁伤面积之间的曲线拟合结果。试验中，420.8 m/s 破片
并未穿透 LY12 靶板，因此在数据分析中，并未将其纳入拟合曲线。点 A 为着靶速度 734.1 m/s、靶后
2
LY12 靶毁伤面积为 377.5 mm 时的结果。造成面积的突然增加与破片破碎之后形成碎块的质量和尺寸

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