Page 107 - 《爆炸与冲击》2026年第9期
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第 46 卷 任 杰，等： 不同直径钨纤维增强金属玻璃复合材料长杆弹自锐行为及侵彻/穿甲性能 第 9 期
1 mm 1 mm 1 mm 1 mm
(a) d=0.3 mm, WF rod (b) d=0.5 mm, WF rod (c) d=0.7 mm, WF rod (d) d=1.0 mm, WF rod
图 2 WF/MG 复合材料长杆弹横截面 SEM 图像 [30]
Fig. 2 SEM images of cross-section of WF/MG composite long rods [30]
30CrMnMo target
50 mm
Composite rod
v 0
R=5 mm
54 mm 80 mm
图 3 复合材料长杆弹侵彻钢靶轴对称有限元模型示意图
Fig. 3 Sketch of axial symmetrical finite element geometrical model
for composite long rod impacting on to steel target
前期研究 [32-38] 表明，二维有限元模拟也可较好地描述金属玻璃以及相应复合材料的变形和破坏特
征。因此，为减小求解规模和节约数值计算耗时，将主要开展二维数值模拟，同时进行相应三维有限元
模拟验证。为便于直接分析增强钨纤维直径对弹体自锐行为和相应弹道特征的影响，有限元模拟分析
中统一将弹体结构设为尺寸相同的圆柱形长杆弹。如图 4 所示。对于二维有限元模拟，选取轴对称计
算模型开展分析，采用四节点轴对称单元划分网格，尺寸约为 35 μm；针对三维模型，采取 1/4 弹靶结构，
并利用八节点六面体单元划分网格，尺寸约为 75 μm，相应模型如图 5 所示。由图 5(b)～(e) 可看出有限
元模型较好地体现了实际材料的内部结构特性（图 2）。
WF WF
R=5 mm A 1 MG matrix R=5 mm A 2 MG matrix
L=54 mm L=54 mm
(a) d=0.3 mm, WF rod (b) d=0.5 mm, WF rod
WF WF
R=5 mm A 3 MG matrix R=5 mm A 4 MG matrix
L=54 mm L=54 mm
(c) d=0.7 mm, WF rod (d) d=1.0 mm, WF rod
图 4 弹体二维有限元几何模型
Fig. 4 2D finite element geometrical models of composite long rods
093301-4
