计算结果和分析

进行4种破片（φ6 mm（93W）、φ6 mm（95W）、φ7 mm（93W）、φ7.5 mm（95W））对Q235A钢、2A12-T4铝穿甲过程的模拟计算，采用两射弹弹道极限法［1］，获得不同类型球弹贯穿相同试验靶板厚度的弹道极限，结果列于表2.21中。

数值模拟与试验结果的对比如图2.36所示，可以看出数值模拟结果与试验误差均在10%之内，表明采用上述数值模拟方法及材料模型参数模拟获得的结果具有可靠性，为进一步细致分析奠定了基础。

表2.21　弹道极限数值模拟结果

图2.36　数值模拟与试验结果对比

由上面的试验研究可知，破片以1 800 m/s以上的着靶速度侵彻低碳钢靶过程中，回收破片残体局部发生熔化的特征明显。在弹靶材料及网格尺寸恒定的情况下，通过数值模拟获得1 800 m/s着靶速度下的弹靶温度分布，如图2.37所示，可以看出，对于φ6.0 mm（93W）、φ7.0 mm（93W）、φ6.0 mm（95W）、φ7.5 mm（95W）4种破片，最高温度出现在弹靶界面的局部区域内，温度均高于1 880 K（或1 600℃），超过了黏结相的熔点，但未达到钨颗粒常态下的熔点（3 400℃左右）。但（93W、95W）破片穿甲后回收体的微观表面观察表明，在此着靶速度下，局部钨颗粒发生了熔化。在此着靶速度下，弹靶界面瞬间压力高于50 GPa。因此，推断在（50 GPa以上的）强动载荷作用下，钨颗粒熔点大幅度降低，在1 600℃以上的高温下即可发生熔化。(www.xing528.com)

图2.37　1 800 m/s着靶速度下破片内的温度场分布

（a）φ6.0 mm（93W）钨球；（b）φ7.0 mm（93W）破片；（c）φ6.0 mm（95W）破片；（d）φ7.5 mm（95W）破片

此外，针对2 500 m/s的着靶速度对破片垂直撞击Q235A钢板进行数值模拟，如果靶体被贯穿，按1 mm的增幅增加靶体厚度，直至破片无法贯穿靶体，通过模拟获得（φ6 mm（93W）、φ7 mm（93W）、φ6 mm（95W）和φ7.5 mm（95W））4种破片对Q235A钢的极限贯穿厚度，其结果及与试验对比列于表2.22中。可以看出，模拟获得的结果与试验误差在10%之内，进一步验证了数值模拟方法及材料模型参数对该问题的适用性。

表2.22　数值模拟获得钨合金破片对Q235A钢靶的极限贯穿厚度