Page 78 - 《爆炸与冲击》2026年第8期
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第 46 卷 丁肇银，等： 非金属内肋增强粉末式破门弹的侵彻效应与附带损伤特性 第 8 期
板 1 m 处放置厚度为 20 mm 的松木板。通过钢靶和松木板的受损情况，观测弹丸的毁伤效果与低附带
毁伤效果。试验时，高速摄像机放置于金属靶板左侧 5 m 处，帧率为 13 000 Hz，曝光时间为 70 μs，用以
观察弹体穿靶前后的速度变化和捕捉试验画面。
35 mm ballistic gun
Baffle 45# steel target
Computer Bullet
L=1.0 m
High-speed
camera Pine board
(a) Experimental layout
35 mm ballistic gun
45# steel target Pine board
Baffle
(b) Detailed views of the target frame,
steel target, baffle, and pine board
图 4 试验布局
Fig. 4 Test layout
2 数值仿真方法
2.1 模型与网格
采用 SolidWorks 建立试验弹和靶板的几何模型（图 5），然后导入 ABAQUS/Explicit 进行网格划分。
门锁锁舌等效为 2 mm 厚的 45#钢靶板，材料模型为 JC 本构模型。内肋增强的薄壁圆筒结构为尼龙
PA6 材质，网格单元尺寸设置为 0.5 mm ×0.5 mm，法向接触选择硬接触，切向接触的摩擦系数设置为 0.1，
损伤准则设置为延性损伤 [31-33] 。尼龙等高分子材料是对应变率敏感的材料，在仿真中，采用最常用的
Cowper-Symonds 过应力模型，求出其相应的参
数，并与试验数据进行对比。Cowper-Symonds
Target
本构方程的一般形式为： Thin walled nylon cylinder
Å ã q
σ D
˙ ε p = D −1 (1)
σ S
σ S 为静态流动应力，
式中： σ D 为动态流动应力，
D、q 为材料常数。
˙ ε p 为名义应变率，
用 PA6 的静载弹性模量作为斜率得到弹性
段的应力-应变曲线，再将强化段拟合成直线，并
Metal powder
将其反向延长与弹性段直线相交，交点的应力即
流动应力。对于 PA 材料，由准静态压缩试验可
得静态流动应力为 48.5 MPa。通过霍普金森杆
试验可得：应变率为 2 000 s 时，动态流动应力
−1
为 76.4 MPa；应变率为 4 000 s 时，动态流动应
−1
力为 84.6 MPa。将该数据代入式 (1) 中，可得 D= 图 5 弹丸仿真模型
−1 q =2.689。 Fig. 5 Projectile simulation model
8 849.6 s ,
083301-5
