弹道枪试验：破片对合金钢的侵彻极限分析

针对小质量韧性钢破片高速侵彻典型高强度低合金钢进行了试验研究和数值仿真研究，具体研究工作及获得的研究结果如下：

①通过SHPB测试，对合金钢的Johnson-Cook模型参数进行了拟合，得出了破片侵彻试验研究用合金钢的本构模型参数，拟合结果与试验结果具有较好的一致性。

②通过弹道枪试验，采用六射弹法，获得了3.0 g、4.5 g、6.0 g、7.5 g、9.0 g和10.0 g共6种质量的破片对4 mm和5 mm两种厚度合金钢侵彻的弹道极限速度。

③进行了破片侵彻量纲分析，利用试验数据建立了破片对合金钢靶板侵彻的弹道极限分析计算模型式（3.11）。

④讨论了弹道极限的两种数据处理方法，提出了特定置信水平下两种模型计算结果在弹道极限置信区间落入度和标准化残差值在标准正态分布的置信区间落入度的可靠性检验方法，并根据结果分析，去除了弹靶相对厚度为2.63时的试验异常点，修正后得到破片对合金钢靶板的弹道极限分析计算模型式（3.14）。(www.xing528.com)

⑤基于所获得的合金钢的Johnson-Cook本构模型参数，建立了破片高速侵彻合金钢靶板的数值仿真模型，并进行与试验相同工况（12种工况）下的数值仿真计算。采用标准化残差值检验方法对数值仿真模型进行了检验，表明数值模型可以获得满意的计算精度。

⑥采用经过验模的数值模型，进行了3.0 g、4.5 g、6.0 g、7.5 g、9.0 g和10.0 g共6种质量破片对6 mm、7 mm和8 mm 3种厚度合金钢靶板侵彻的数值计算，获得了18种工况的弹道极限速度；根据仿真计算结果（共30种工况）并结合理论分析，对破片侵彻合金钢靶板弹道极限分析计算模型在弹靶相对厚度适用范围增加、无偏修正及计算精度提高方面进行修正；据此，基于修正后的分析计算模型式（3.19）获得了更方便工程应用的基于破片质量的弹道极限工程计算模型式（3.20），并进行了模型的检验。

⑦采用上述数值仿真模型，进行了6种质量破片以更高侵彻速度对5种厚度合金钢靶板贯穿后剩余速度的数值仿真计算，通过对计算结果的分析，获得了剩余速度的工程计算模型式（3.27）。