钽靶板在冲击下层裂过程的数值模拟

摘要

对平面冲击加载下延性金属钽的层裂行为开展了数值模拟研究.利用AUTODYN软件中的Lagrange与SPH求解模块,考察了3种本构模型Johnson-Cook、Steinberg-Cochran-Guinan与Zerilli-Armstrong的模拟结果,结合实验数据对模拟结果进行了验证;在此基础上,通过改变撞击速度与飞片厚度,获得了不同应变率下的自由面速度曲线,分析了不同应变率下的层裂特性.结果表明:在2.31×104～5.40×104 s?1应变率范围内,SPH求解器结合Steinberg-Cochran-Guinan本构模型的结果与实验数据具有较好的一致性;金属钽的层裂强度随拉伸应变率的增加而增大,在对数坐标系下近似呈线性关系;不同层裂强度计算方法得到的结果差异可达8％;随着拉伸应变率的增加,自由面速度回跳速率随之增长.最后,对自由面速度曲线中的特征参量的物理意义进行了解读.