Page 110 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

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

表 2 金属材料本构模型参数 [36-38]
Table 2 Constitutive model parameters for metallic materials [36-38]

材料 E/GPa ρ/(kg·m ) ν T r /K T m /K c V /(J·kg ·K ) ˙ ε 0 /s −1 A/MPa B/MPa C m
−3
−1
−1
95W钨合金 410 17900 0.28 300 1 752 134 1 1 650 450 0.016 1.00
30CrMnMo钢 200 7 850 0.29 300 1 793 477 1 1 200 310 0.014 1.03
−1
材料 n D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 c 0 /(m·s ) S 1 γ 0 a
95W钨合金 0.12 3.00 0 0 0 0 3 850 1.44 1.58 0
30CrMnMo钢 0.26 3.20 0 0 0 0 4 578 1.38 1.67 0.47

2 模型验证及讨论

结合前期相关试验 [30-31] ，针对其中 4 种侵彻
表 3 穿甲试验及相应数值模拟结果
工况开展数值模拟，即 4 种直径钨纤维增强复合
Table 3 Penetrating test and the corresponding
材料长杆弹分别以 4 v 0 侵彻 100 mm
simulation results
种初速度
厚钢靶。针对各侵彻工况，其侵彻深度数据如
模拟侵彻深度/mm
−1
表 3 所 示 ， 最 终 弹 靶 变 形 和 破 坏 形 貌 如 图 6 所 d/mm v 0 /( m·s ) 试验侵彻深度/mm
二维 三维
示。观察发现，总体来说数值模拟结果与试验结
0.3 1 560 60 60.14 63.09
果符合较好。在侵彻初期，4 种速度条件下弹体
0.5 1 435 52 52.87 51.50
侵彻所导致的靶板孔径均相对较大；后续侵彻
0.7 1 475 54 54.84 51.10
中，弹头区域基体材料发生快速的剪切破坏，随 1.0 1 480 52 55.22 52.74
即切断临近钨纤维，致使钨纤维发生剪切断裂，
之后持续向弹体后端流失，弹头呈现尖头构型，相应地，靶板孔径逐渐减小，最终变得和弹体直径相当，
相应地最终弹坑形貌呈现出细长且底部尖锐的特征。

2D simulation result

3D simulation result

Test result

(a) d=0.3 mm, WF rod, v 0 =1 560 m/s (b) d=0.5 mm, WF rod, v 0 =1 435 m/s

093301-7