Page 19 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 陈嘉琳，等： 重复冲击载荷下Al 0.3 CoCrFeNi高熵合金的动态响应机制与累积损伤效应 第 3 期

度进一步提高时，首次冲击对 HEA 板的影响有所减弱。图 20 显示，随着二次冲击速度从 2.0 km/s 升至
3.0 km/s，不同首次冲击速度条件下剩余速度的差距逐渐缩小。这表明，在较高的冲击速度下，材料的动
态响应更复杂，首次冲击对二次冲击的影响减弱。这是因为，在高速二次冲击下，HEA 板材料的非线性
变形和能量吸收机制发挥了主导作用，从而抵消了首次冲击的部分影响。
为进一步探究这一影响，通过 Recht 等 [45] 提出的弹道极限速度模型来量化 HEA 板材料受不同首次
冲击速度后的抵抗能力，该模型基于能量守恒和动量守恒原理构建为：
( p p ) 1/p
v r = a v −v bl (13)
i2
式中：v 为弹道极限速度，a 和 p 为模型常数。通过数值模拟，得到一系列的初始冲击速度和残余速度数
l
b
据，将得到的数据点进行拟合，便可确定模型常数 a 和 p 的值，进而计算出弹道极限速度。
图 21 展示了 HEA 板受刚性球不同初始速度冲击后，距冲击中心 10 nm 处的弹道极限模拟拟合图。
从拟合结果得出，首次冲击速度为 0、1.0、1.5 及 2.0 km/s 时，距冲击中心 10 nm 处的弹道极限分别为
1 372、1 361、1 316 及 1 270 m/s。HEA 板受刚性球不同初始速度冲击后距 HEA 板中心 10 nm 处的弹道极
限数据列于表 6。

3.0 3.0

Data point Data point
2.5 Fitting line 2.5 Fitting line
2.0 2.0
v r /(km·s −1 ) 1.5 v r /(km·s −1 ) 1.5

1.0 1.0
0.5 0.5

0 0
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
v i2 /(km·s ) v i2 /(km·s )
−1
−1
(a) 0 km/s (b) 1.0 km/s
2.5 3.0
Data point Data point
2.0 Fitting line 2.5 Fitting line
2.0
1.5
v r /(km·s −1 ) v r /(km·s −1 ) 1.5
1.0
1.0
0.5 0.5

0 0
1.5 2.0 2.5 3.0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
−1
−1
v i2 /(km·s ) v i2 /(km·s )
(c) 1.5 km/s (d) 2.0 km/s
图 21 HEA 板受刚性球不同初始速度冲击后距 HEA 板中心 10 nm 处的弹道极限
Fig. 21 The ballistic limit at 10 nm from the center of the HEA plate impacted by the rigid ball
at different initial velocities

图 22 展示了 HEA 板受刚性球不同初始速度冲击后距 HEA 板中心 10 nm 处的弹道极限，随着首次

冲击速度的提高，HEA 板受二次冲击后，距 HEA 板中心 10 nm 处的弹道极限表现出明显的下降趋势。
这一趋势表明，首次冲击对 HEA 板材料的结构完整性和能量吸收能力造成了损伤，从而削弱了其在二
次冲击中的抗冲击性能。通过对实验数据进行拟合，得到了描述弹道极限随首次撞击速度变化的曲线方程：

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