(750±5)m/s撞击速度下,40 g平头圆柱形弹体对3种低碳合金钢板的侵彻试验结果列于表8.4中。3种低碳合金钢板迎弹面和背弹面的破坏形貌如图8.9所示。
图8.8 弹体对低碳合金钢板侵彻试验示意图
表8.4 侵彻试验结果
图8.9 3种低碳合金钢破坏形貌
由表8.4可知,在(750±5)m/s撞击速度下,35CrMnSiA钢弹体对3种防弹钢板的侵彻效果为:Q235A贯穿,10CrNiMo和22SiMnTi未穿。由图8.9(c2)所示,22SiMnTi钢板背弹面出现1/4周环向裂纹,表明该撞击速度已十分接近22SiMnTi钢板的弹道极限速度。为进一步研究35CrMnSiA钢弹体对3种低碳合金钢板的侵彻过程,对图8.10所示的弹孔纵剖视图进行分析。(www.xing528.com)
图8.10 3种低碳合金钢破坏区域剖面图
如图8.9(a1)所示,Q235A钢板的迎弹面呈塑性卷边破坏特征,伴随有明显的扩孔现象,弹孔直径为20 mm,为弹体直径的1.56倍;如图8.9(a2)所示,Q235A钢板背弹面呈花瓣形破坏特征。如图8.10(a)所示,平头圆柱形弹体对Q235A钢板的侵彻过程可分为塑性扩孔和剪切冲塞两个阶段。沿钢板冲击方向,塑性流动区域的宽度为10 mm,剪切冲塞区域的宽度为14 mm,孔径13.5 mm与弹体直径相当。迎弹面卷边破坏区域的曲率半径较背弹面隆起破坏区域大。
如图8.9(b1)、图8.9(b2)和图8.10(b)所示,10CrNiMo钢板迎弹面的弹孔直径同样扩大到20 mm,但与Q235A钢板不同,沿弹体冲击方向,10CrNiMo钢板的流动方向呈倒圆锥形。超高强度合金钢弹体对10CrNiMo钢板的侵彻深度为13 mm,背弹面隆起高度为7 mm。
如图8.9(c1)、图8.9(c2)和图8.10(c)所示,高强度钢板22SiMnTi的失效模式与高塑性钢板Q235A和10CrNiMo的明显不同:22SiMnTi钢板的失效破坏区域高度局部化,仅有轻微的径向流动和沿冲击方向的隆起变形。如图8.10(c)所示,在离弹轴6.5 mm位置处(与弹体半径相当)可见一条宏观裂纹,裂纹中部凸起,呈上凸状,推测在更高的撞击速度下高强度钢板22SiMnTi将形成鼓形剪切冲塞块。
在弹靶作用过程中,靶体一方面通过自身变形和冲塞吸收弹体动能,另一方面通过使弹体变形和断裂削弱其侵彻能力。由图8.11原始与回收35CrMnSiA钢弹体对比图可见,35CrMnSiA钢弹体在强冲击载荷作用下发生拉伸劈裂和剪切断裂[323]。由表8.4可见,弹体剩余质量和长度与防弹钢板的强度及硬度相关,根据Recht(1978)[324]提出的弹体断裂理论,靶体强度和硬度越高,回收弹体的剩余质量和长度越小。
图8.11 原始与回收35CrMnSiA钢弹体
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