炮钢材料动态本构模型及其验证

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.004

兵工学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 2038-2044.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.004

炮钢材料动态本构模型及其验证

曾志银，高小科，刘朋科，喻华萨

（西北机电工程研究所，陕西咸阳 712099）

收稿日期:2014-07-24 修回日期:2014-07-24 上线日期:2016-02-02
作者简介:曾志银（1957—），男，研究员
基金资助:
国家“973”计划项目(6133116)

Dynamic Constitutive Model of Gun Steel Material and Its Verification

ZENG Zhi-yin, GAO Xiao-ke, LIU Peng-ke, YU Hua-sa

(Northwest Institute of Mechanical and Electrical Engineering, Xianyang 712099,Shaanxi, China)

Received:2014-07-24 Revised:2014-07-24 Online:2016-02-02

摘要/Abstract

摘要： 在温度88~573 K和应变率0.001~2 000 s^-1的条件下，通过温度与应变率耦合的静态和动态分离式Hopkinson压杆实验，并以初步获得的炮钢材料动态本构模型基本参数为基础，通过进一步的优化及Taylor杆冲击实验，验证并最终确认了炮钢材料动态本构模型参数，模型预测与实验结果相对误差小于5%. 验证结果表明，建立的炮钢材料动态本构模型能真实地反映其动态响应。

关键词: 兵器科学与技术, 炮钢材料, 本构模型, Hopkinson压杆实验, Taylor杆冲击实验

Abstract: The static and dynamic SHPB (split Hopkinson pressure bar) tests are made on a gun steel material at the temperature of 88~573 K and the strain rate of 0.001~2 000 s^-1. The preliminarily obtained parameters of constitutive model of some gun steel material are verified and confirmed by the optimization procedure and Taylor impact test. The difference between the predicted and experimental results is less than 5%. The experimental results show that the proposed dynamic constitutive model can reflect the dynamic response of gun steel material under loads effectively.

Key words: ordnance science and technology, gun steel material, constitutive model, Hopkinson pressure bar test, Taylor impact test

中图分类号:

O347.3

曾志银，高小科，刘朋科，喻华萨. 炮钢材料动态本构模型及其验证[J]. 兵工学报, 2015, 36(11): 2038-2044.

ZENG Zhi-yin, GAO Xiao-ke, LIU Peng-ke, YU Hua-sa. Dynamic Constitutive Model of Gun Steel Material and Its Verification[J]. Acta Armamentarii, 2015, 36(11): 2038-2044.

参考文献

［1］ Meyers M A. 材料的动力学行为[M]. 张庆明, 刘彦, 黄风雷, 等，译. 北京:国防工业出版社, 2006:225-230,259-260.
Meyers M A. Dynamic behavior of materials[M]. ZHANG Qing-ming, LIU Yan, HUANG Feng-lei, et al, translated. Beijing: National Defense Industry Press, 2006: 225-230,259-260. (in Chinese)
[2] 苏静，郭伟国，曾志银，等. 超高强度钢AF1410塑性流动特性

及其本构关系[J].固体力学学报，2012, 33（3）：265-272.
SU Jing, GUO Wei-guo, ZENG Zhi-yin, et al. Plastic flow characteristics and constitutive relation for ultra high strength steel AF1410[J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2012，33（3）：265-272. (in Chinese)
[3] 张伟，魏刚，肖新科.2A12铝合金本构关系和失效模型[J].兵工学报，2013，34（3）：276-282.
ZHANG Wei，WEI Gang，XIAO Xin-ke. Constitutive relation and fracture criterion of 2A12 aluminum alloy[J]. Acta Armamentarii, 2013，34（3）：276-282. (in Chinese)
[4] 闫洪霞, 高重阳.BCC金属物理型动态本构关系及在钽中的应用[J]. 兵工学报，2010，31（增刊1）：149-153.
YAN Hong-xia, GAO Chong-yang. A physically based constitutive model for BCC metals and its application in tantalum[J]. Acta Armamentarii, 2010，31（S1）：149-153. (in Chinese)
[5] 李国和，王敏杰，康仁科. Fe-36Ni高温高应变率动态力学性能及其本构关系[J]. 材料科学与工艺，2010，18（6）：824-828.
LI Guo-he，WANG Min-jie，KANG Ren-ke. Dynamic mechanical properties and constitutive model of Fe-36Ni invar alloy at high temperature and high strain rate[J]. Materials Science & Techno- logy, 2010，18（6）：824-828. (in Chinese)
[6] Bobbili R, Madhu V, Gogia A K. Neural network modeling to evaluate the dynamic flow stress of high strength armor steels under high strain rate compression[J]. Defence Technology, 2014, 10(4): 334-342.
[7] 郭伟国，李玉龙，索涛. 应力波基础简明教程[M].西安:西北工业大学出版社,2007:129-132.
GUO Wei-guo, LI Yu-long, SUO Tao. Foundation concise course of stess wave[M].Xi'an: Northwestern Polytechnical University Press，2007：129-132.(in Chinese)
[8] 马晓青，韩峰. 高速碰撞动力学[M]. 北京:国防工业出版社,1998:135-144.
MA Xiao-qing, HAN Feng. Dynamic of highspeed impact[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 1998：135-144. (in Chinese)
[9] 时党勇，李裕春，张胜民. 基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显式动力分析[M].北京:清华大学出版社,2005:331-340.
SHI Dang-yong, LI Yu-chun, ZHANG Sheng-min. The explicit dynamic base on ANSYS/LS-DYNA8.1[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2005:331-340 (in Chinese)

[1]	王贵军, 吴艳青, 侯晓, 黄风雷. 基于细观结构的复合固体推进剂含损伤黏弹性本构模型[J]. 兵工学报, 2023, 44(12): 3696-3706.
[2]	赵泽虎, 李祥龙, 胡启文, 王建国. 含铜石榴黑云片岩动态力学特性及损伤本构模型[J]. 兵工学报, 2023, 44(12): 3805-3814.
[3]	宁建国, 杨帅, 李玉辉, 许香照. 低温/常温养护下混凝土的本构模型和抗爆试验[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 2932-2943.
[4]	蒋明飞, 许辉, 黄陈磊, 刘坤, 吴志林. 弹道明胶动态力学性能试验与本构模型研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2113-2120.
[5]	康巍, 徐鹏, 卜伟平, 岳艳鲜, 王丽珍, 樊瑜波. 生物软组织力学测试及相关理论研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2164-2171.
[6]	张杜江，赵振宇，贺良，任建伟，强鹭升，周贻来. 基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证[J]. 兵工学报, 2022, 43(8): 1966-1976.
[7]	周伯俊, 于传强，刘志浩，柯冰. 基于高压储能的特种车辆快速起竖技术与验证[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1488-1497.
[8]	高月光，冯顺山，刘云辉，黄岐. 不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1527-1536.
[9]	刘强，陈鹏万，苏健军，李芝绒，张玉磊. 碳化硅与聚脲纳米复合材料拉伸力学性能和本构模型[J]. 兵工学报, 2021, 42(6): 1238-1249.
[10]	李东伟，苗飞超，张向荣，熊国松，周霖，赵双双. 2，4-二硝基苯甲醚基不敏感熔注炸药动态力学性能[J]. 兵工学报, 2021, 42(11): 2344-2349.
[11]	赵子涵，穆希辉，杜峰坡. 橡胶履带柔性复合材料的本构模型[J]. 兵工学报, 2020, 41(9): 1719-1726.
[12]	徐雪峰，王琳，程兴旺，刘安晋， Tayyeb Ali，周哲，宁子轩，张斌斌，赵登辉. Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测[J]. 兵工学报, 2020, 41(7): 1401-1407.
[13]	计时鸣，邱文彬，曾晰，郗枫飞，邱磊，郑倩倩，石梦. 软固结磨粒群微观力学特性分析与试验研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(5): 1068-1076.
[14]	符史仲，杨国来. 一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(7): 1277-1283.
[15]	王鸿丽，许进升，刘宗魁，童心，周长省. 复合改性双基推进剂黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(7): 1308-1315.

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