Page 83 - 《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
(a) S-1-Fe, simulation (b) S-2-Fe, simulation (c) S-3-Fe, simulation (d) S-4-Fe, simulation
(e) S-1-Fe, test (f) S-2-Fe, test (g) S-3-Fe, test (h) S-4-Fe, test
图 11 不同直内肋阶数增强的弹丸完成侵彻后残留的破片
Fig. 11 The fragment after the projectile reinforced with different order of straight inner rib has been penetrated
3.3 侵彻机理
内肋增强非金属圆筒结构填充金属粉末弹丸侵彻钢靶的过程如图 12 所示，可以看到，弹体击中靶
板时，会在碰撞界面处产生极大的压力，并向弹体和靶板内传入压缩波，后靶板背部隆起。在弹丸冲击
过程（图 13）中，薄壁壳体结构前端首先发生屈曲并产生裂纹，随着裂纹不断扩展，壳体前端被逐渐压
溃。此时，在金属粉末作用下，弹头附近的靶板材料屈服并产生与弹头形状相同的局部隆起变形直至靶
板开裂，金属粉末从靶板中挤出扩孔，扩孔附近的靶板材料产生很大的环向张拉膜应力，并发生颈缩形
成径向裂纹。由于金属粉末不断从靶板中挤出，径向裂纹不断传播扩展形成花瓣，花瓣产生弯曲变形，
靶板整体塑性变形增大，最终金属粉末以粒子流的形式击穿靶板。
t=150 μs t=325 μs t=400 μs
Target
Target plate bulge
Target plate crack
LCD projectile
t=475 μs t=525 μs t=750 μs
Petaloid crack
Metal powder flew out of the reaming Fragments
Particles flow
图 12 低附带毁伤弹丸侵彻过程
Fig. 12 Penetration process of low collateral damage (LCD) projectile
在弹丸侵彻钢靶的过程中，外侧圆柱壳体在撞击时首先发生屈曲，并在侵彻过程中逐渐剥离开来。
三阶或四阶的内肋结构稳定性较好，在高速侵彻过程中得以部分保留，这为金属粉末提供了一定支撑，
束缚其在侵彻过程中的径向飞散，从而提升了弹丸沿弹体轴向的侵彻能力。此外，金属粉末是一种复杂
的能量耗散体系，在金属粉末冲击靶板的过程中，粉末颗粒与粉末颗粒间的摩擦和黏滞可有效吸收弹体
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