圆柱壳体高速轴向撞击的崩溃与能量吸收研究

摘要

采用一级气体炮，以高导无氧铜（OFHC）试件高速撞击平板靶板，试件的壳体部分在靶板与试件结构板间传播的弹塑性波作用下发生崩溃。文中给出了速度在64m/s～165m/s范围的实验结果，其中包括壳体的变形模式以及壳体几何参数的影响。文中也研究了动态本构模型对于壳体变形的影响，采用DYNA 软件中典型的Johnson－Cook(J-C)和Zerilli-Armstrong(Z-A)两种本构模型，数值模拟了试验过程，终态的变形与实验结果差别较小，J-C本构计算的结果和试验更符合。圆柱壳结构冲击平板钢靶时，部分动能转化为变形能，文中给出了圆柱壳的能量—时间曲线和能量—变形曲线，研究了几何参数对圆柱壳体吸能的影响。文中指出，对于一定条件的撞击条件，圆柱壳体的能量吸收存在优化条件。