摘要 本研究通过实验和数值模拟研究了双层高硬度钢复合附加装甲在 14.5 mm 穿甲弹以 900 m/s 速度冲击下的抗弹性能。本研究中的装甲系统由复合附加装甲和背板组成。复合附加装甲包括先进的氧化铝-氧化锆陶瓷,其采用 300 MPa 高压冷等静压 (CIP) 工艺制备,并在 1700 oC 高温下烧结。将烧结的先进陶瓷颗粒通过铸造工艺与聚氨酯橡胶结合。高硬度钢板安装于复合附加装甲上,复合附加装甲设计为背板,厚度为 6.0 mm 的双层,选用 Bisalloy HHA500。
穿透金属装甲的射弹会使材料处于复杂的应力状态,从而导致装甲失效。金属装甲可能发生多种类型的失效(Backman 和 Godsmith,1978 年),但许多研究都集中于剪切塞失效机制,这是导致装甲钢的抗弹性能降低的原因。剪切塞被归类为低能量失效,通常由钝头射弹或钝碎片的撞击引起(Cimpoeru,2016 年)。对装甲钢目标进行的许多微观结构观察表明目标内部存在绝热剪切带(Solberg 等人,2007 年)。通常,如果存在高应变率载荷下局部塑性变形的有利条件,则可能发生绝热剪切。当冲击引起的变形发生得如此之快,以致热软化超过目标材料的加工和应变速率硬化时,变形将局限于强烈剪切的狭窄区域,即绝热剪切带 (ASB)。根据研究 (Guo et al ., 2020),ASB 的形成步骤如下:应力崩塌、应变局部化、温度升高、剪切带起始和裂纹形成。给定材料中存在 ASB 的必要条件是发生热机械不稳定性,表现为塑性流动应力随变形值的增加而降低。