Page 159 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 李天宇，等： 典型爆炸冲击载荷下T800碳纤维层合板的损伤特性 第 3 期

1.2 破片剩余速度与能量分析

因钨珠的硬度较高，且试验中观测到破片 7.08 g tungsten ball-T800 CFRP plate
2
2
2
穿过靶板后几乎不发生变形，故在研究其入射速 Fitting curve (ν r =ν i −170.22 )
7.08 g tungsten ball-aluminum plate
度与剩余速度的关系时，采用刚性弹体假设，即 Fitting curve (ν r =ν i −242.96 )
2
2
2
弹体在穿靶过程中损失的动能不转化为破片变 5.25 g YG6 tungsten carbide ball-T800 CFRP plate
2
Fitting curve (ν r =ν i −174.42 )
2
2
形能。此时可采用 Recht 等 [28] 建立的弹道极限 500
速度模型：
» 400
2
v 50 = v −v 2 (1)
i r
v r 为剩 300
式中： v 50 为弹道极限速度， v i 为入射速度， Residual velocity/(m·s −1 )
余速度。 200
根据此模型与表 1 中的试验结果，给出入射
速度与出射剩余速度关系，并对上述研究组以及 100 Failed to
两对照组试验数据分别进行拟合，拟合结果如 penetrate
图 2 所示。 0 100 200 300 400 500 600
−1
观察拟合曲线与 x 轴的交点，得到 3 组不同 Incident velocity/(m·s )
弹靶材质试验估测弹道极限速度，如表 3 所示。 图 2 入射速度与剩余速度试验数据及拟合曲线
由图 2 及表 3 可以观察到，2 组几何参数相 Fig. 2 Incident and residual velocity data with fitting curves
同但质量不同的破片的正侵彻弹道极限速度基
表 3 RI 弹道极限模型拟合结果
本相同。据此可以知道，在刚性弹体假设情况
Table 3 Fitting results using RI ballistic limit model
下，破片弹道极限速度与破片质量无关。同时，
破片材质 靶体材质 拟合弹道极限速度/ (m·s )
−1
对比表 3 前 2 项可以得到，对于相同的破片，侵
钨 T800/3200 CFRP 170
彻 2024-T3 航空铝靶板的弹道极限速度更高，可
钨 铝 243
知 2024-T3 航 空 铝 抵 挡 破 片 侵 彻 的 能 力 相 比
YG6钨钢 T800/3200 CFRP 174
T800 碳纤维层合板更强。
从图 2 中发现试验组数据点分布较其拟合曲线有一定程度上凸，分析认为，是拟合使用的 Recht-
Ipson 弹道极限速度模型基于不同入射速度下靶板吸收动能恒定的假设导致的。因此，为研究靶板吸收
动能的变化，对各穿透靶板的试验数据进行进一步处理，得到其侵彻各阶段的动能如表 4 所示。

表 4 各次试验破片的动能损失
Table 4 Fragment kinetic energy loss for each experiment
试验编号 弹体材质 靶板材质 初速度/(m·s ) 剩余速度/(m·s ) 初动能/J 剩余动能/J 动能损失/J
−1
−1
1 钨 T800/3200 CFRP 41 未穿透 5.95
2 钨 T800/3200 CFRP 178 16 112.16 0.91 111.26
3 钨 T800/3200 CFRP 183 86 118.55 26.18 92.37
4 钨 T800/3200 CFRP 190 126 127.79 56.20 71.59
5 钨 T800/3200 CFRP 227 172 182.41 104.73 77.69
6 钨 T800/3200 CFRP 149 未穿透 78.59
7 钨 T800/3200 CFRP 179 9 113.43 0.29 113.14
8 钨 T800/3200 CFRP 184 106 119.85 39.78 80.07
9 钨 T800/3200 CFRP 228 169 184.02 101.11 82.92
10 钨 T800/3200 CFRP 299 248 316.03 217.42 98.62
11 钨 T800/3200 CFRP 508 468 914.84 776.44 138.40

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