半球形头弹不同角度冲击下编织复合材料板的侵彻特性

摘要

利用一级气炮发射半球形头弹冲击2 mm厚的编织复合材料层合板,冲击角度为0°、30°和45°,通过高速相机记录弹靶撞击过程并得到弹体速度数据.利用拟合公式处理试验数据,得到不同冲击角度时的弹道极限值,并和理论模型结果进行对比.分析了冲击角度对靶板弹道极限、能量吸收率和失效模式的影响.结果表明:45°斜冲击时的靶板弹道极限最高,正冲击次之,30°斜冲击最低.相同冲击能量时,45°斜冲击的能量吸收率最高,低能量(＜80 J)冲击时,30°斜冲击比正冲击能量吸收率高,高能量(＞80 J)时,正冲击更高.正冲击时,靶板正面因剪切失效而形成圆形凹坑,背面因纤维拉伸失效形成菱形鼓包,斜冲击形成椭圆形扩孔,且其面积随冲击角度增加而增加.