2.3.1　不同硬度钢质破片侵彻Q235A钢板试验研究

破片力学性能及其高速侵彻行为近年来受到工程界的广泛关注，影响破片侵彻过程的因素很多，其中弹靶材料性能对侵彻及防护能力有着重要的影响，不同的弹靶材料关系存在着不同穿甲现象。对于金属材料，改变其力学性能的方法通常有合金化、热处理等。材料经过热处理后，组分与密度基本不变，但静动态力学性能发生较大改变。破片的热处理硬度是衡量破片材料性能的重要参数之一，不同硬度的破片的侵彻性能不同。Demir等和Dikshit等研究了破片对不同硬度钢板的侵彻情况以及钢板的破坏模式，发现钢板的抗弹性能随硬度的增加而增强。吴广等开展了3种不同硬度30CrMnSiNi2A弹丸低速冲击船用钢板试验研究，弹材硬度在HRC41～47范围内，着靶速度在272～268m/s范围内，发现弹丸的侵彻能力随着材料硬度的提高而提高。陈小伟等开展了不同质量A3钢钝头弹侵彻45钢板的试验研究，观察到破片出现泰勒侵彻、向日葵型花瓣帽形失效及钢板冲塞穿甲三种破坏模式。徐豫新等对钨球正侵彻低碳钢板的极限穿透厚度进行研究，得到正侵彻下的弹道极限速度和极限贯穿厚度范围。同时开展了超强度平头圆柱形弹体对低碳合金钢板的高速撞击试验，得到3种钢板的失效机制与其力学性能密切相关。上述研究表明：钢板的破坏机制与破片硬度、结构等具有相关性。目前，研究人员已经通过试验、仿真获得不同材料、结构破片侵彻不同材料钢板的失效模式，并建立了相应的分析模型。但对于不同硬度钢质破片高速侵彻有限厚钢板侵彻性能研究报道较少。此外，相关的试验研究多为不同形状预制破片的弹道枪侵彻试验，较少涉及不同硬度钢质破片侵彻能力研究工作。(https://www.daowen.com)

破片侵彻金属钢板过程中，在钢板的外观形式上会出现若干种变形和断裂形式，如冲塞、延性扩孔、蝶形凹陷、背部层裂，本节选取典型D60炮弹钢材料，对热处理后不同硬度D60钢进行准静态及动态压缩试验，确定材料力学性能参数。通过侵彻弹道试验方法获得不同着速破片对有限厚Q235A钢板的侵彻过程参数，包括破片撞击速度与剩余速度、开坑直径等，分析了材料力学性能与破坏模式的相关性。结合量纲分析方法建立弹道极限速度经验关系，为相关破片侵彻性能研究提供参考。