做高速相对运动的破片与靶体之间的相互冲击是一种形式的机械能(动能)向另一种形式的机械能(如变形势能)和热能的转化现象,伴随产生的冲击波及高压和高温,导致物体严重变形、破坏,甚至熔化和汽化。
当破片冲击到合金钢靶板的瞬间,由于突然减速,在冲击点附近形成高压,并产生冲击波,在合金钢靶板和破片的材料内扩展开来;同时,在冲击点附近开始形成弹坑。在冲击波的波阵面遇到弹和板的自由面的部分,即被卸载,并向材料内部反射稀疏波,稀疏波会赶上冲击波,使之衰变。所以,在冲击早期,受到冲击波的强烈压缩和加速部分的体积比较有限,大致相当于几倍弹径的范围。此后,弹、板内部的压力、速度等状态变量演变为连续分布,弹坑演变为细长孔洞。孔底附近的部分弹体材料则因经受高压的作用而变形、破碎成碎渣并贴附于孔壁,直至弹体的动能消耗尽而结束侵彻过程[203,204]。
假设破片的直径为dp,长度为Lp,初始弹速为vp,靶体运动速度为vt,上述符号的下标p是弹的标志,符号的下标t是靶体的标志。假设靶体的倾角为φ,并假设破片和靶体材料的惯性与强度特性由密度、弹性常数及屈服极限代表,分别为ρp、Ep、Yp和ρt、Et、Yt。因为破片的速度与材料的声速相比不算太高,可以认为材料的可压缩性并不重要。
根据已有研究基础,破片贯穿厚度Hs是上述参数的函数[26],故有:
可取Lp、ρp和Yt作为基本量,将式(3.8)的量纲化为1[124],得到式(3.9)所示的量纲为1的函数关系式:(https://www.xing528.com)
可取Lp、ρp和Yt作为基本量,将式(3.8)的量纲化为1[124],得到式(3.9)所示的量纲为1的函数关系式:
如果试验中弹、靶材料确定,靶体速度为0,倾角为0°,则式(3.8)可以简化为:
如果试验中弹、靶材料确定,靶体速度为0,倾角为0°,则式(3.8)可以简化为:
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