Page 17 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 彭 建，等： 核级不锈钢Z2CN18.10的Johnson-Cook本构模型和失效准则 第 8 期

48 1209
(0.029 6243)
47 1020

(a) Experimental results (b) Simulation results (a) Experimental results (b) Simulation results
图 20 202 m/s 弹体速度下靶板变形及损伤结果 图 21 254 m/s 弹体速度下靶板变形及损伤结果
Fig. 20 Deformation and damage results of the target plate Fig. 21 Deformation and damage results of the target plate
at a projectile velocity of 202 m/s at a projectile velocity of 254 m/s
0.006 0.004

Experiment
0.005 0.003 Simulation
0.004
0.002
0.003
Strain 0.002 Strain 0.001

0
0.001
0 Experiment −0.001
Simulation
−0.001 −0.002
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Time/ms Time/ms
(a) Projectile velocity of 202 m/s (b) Projectile velocity of 254 m/s
图 22 高速冲击不同弹体速度下实验与仿真应变时程对比
Fig. 22 Comparison of experimental and simulated strain histories at different projectile velocities
图 23 对比了 202 和 254 m/s 弹体速度下高速冲击实验与数值仿真的支撑载荷时程响应。在 202 m/s
条件下，仿真与实验的载荷时程曲线变化趋势高度一致，均表现为初始振荡约 1.6 ms 后载荷迅速上升至
峰值，且载荷方向先负后正，反映了撞击过程中靶板先受拉后受压的动态响应特征；撞击瞬间，弹体对靶
板中心施加瞬时冲击力，导致靶板中心快速向下凹陷，而靶板边缘因惯性及周边支撑约束，无法同步向
下变形，进而产生向上的“翘曲变形”，这种边缘翘曲对底部支撑结构形成直接的拉伸作用，载荷传感
器捕捉到负向压力；随着冲击持续，靶板凹陷加深，支撑结构受到靶板的压力，载荷转为正值；冲击后期，
靶板塑性变形稳定，应力逐步释放，载荷趋近于零。
80

30
60
20
40
Force/kN 20 0 Force/kN 10 0

−20 −10
Experiment Experiment
Simulation Simulation
−40 −20
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Time/ms Time/ms
(a) Projectile velocity of 202 m/s (b) Projectile velocity of 254 m/s
图 23 高速冲击不同弹体速度下实验与仿真支撑载荷时程对比
Fig. 23 Comparison of experimental and simulated support load histories at different projectile velocities

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