李孟华1，马〓治2，桂堂军2，彭〓兵3，李大禹2
(1.驻沈阳地区军代局驻长春地区第二军代室，吉林 长春〓130011)
(2.一汽解放汽车有限公司，吉林 长春〓130011)
(3.南京理工大学机械工程学院，江苏 南京〓210094)
摘要：为了研究装甲钢板抗子弹侵彻性能，根据子弹及装甲钢板实物模型建立了二分之一对称有限元模型，通过修正、调整材料本构模型及失效模型参数，开展弹-靶高速冲击有限元数值模拟，并与实弹试验进行了对标，使数值模拟结果与实弹打靶结果变形大小及破坏现象一致，实现了子弹打靶拟实化数值仿真。结果表明子弹及靶板的材料参数对仿真结果影响极大。
关键词：子弹；侵彻；有限元；材料失效；数值模拟；拟实化
中图分类号：O385〓〓〓文献标识码：A〓〓〓文章编号：2095-509X(2021)09-0025-04

随着军用暨特种车辆的更新换代，车辆防护安全性越来越被重视，车辆防护要求也越来越高。为了获取子弹实际侵彻能力并应用于防护车辆的设计过程中，需要对装甲钢板进行相应防护级别的射击试验，验证装甲钢板的防护能力。采用试验方法虽然能获得装甲钢板对不同子弹的防护能力，但需要准备试验设备、场地、试验品等，成本高、周期长；而计算机有限元数值分析技术可以作为快速、有效、方便的手段对各种工况的防护能力进行分析，指导越野车防护性能开发设计和轻量化设计。因此，如何得到与实弹射击相符的数值分析结果，即拟实化的结果，是子弹侵彻仿真分析的重中之重。
子弹侵彻装甲钢板是一个相当复杂的物理过程，涉及非线性材料本构、材料失效、结构大变形以及温度场变化等问题。材料参数是影响分析结果准确性的主要因素，为了获取高精度的数值仿真结果，一般都需要在开展材料试验时先拟合出材料本构参数，然后通过仿真修正材料参数，使有限元仿真结果与试验结果得以互相印证［1-2］。

1〓有限元模型
由于子弹侵彻仿真属于高度非线性仿真，对网格质量要求较高，因此本文采用HyperMesh进行网格划分等前处理工作，利用LS DYNA进行求解计算，使用LS_PrePost开展后处理分析。

1.1〓材料模型
子弹侵彻过程涉及材料高应变率、大变形、材料流动、材料断裂等物理现象，材料力学特性高度非线性，需要定义恰当的材料本构模型、失效模型及状态方程，常用的材料模型有双线性材料本构、Johnson-Cook材料本构［3-5］。文中材料均采用Johnson-Cook本构模型，7.62 mm普通钢芯弹的钢芯材料及装甲钢板材料参数见表1、表2［6-7］。表中：ρ为密度，c为比热容，E为弹性模量，ν为泊松比，A为初始屈服应力，B为应变硬化模量，n为硬化指数，C为应变率强化参数，m为热软化指数。
表1〓钢芯Johnson-Cook本构模型参数

作者简介：李孟华(1977—)，男，高级工程师，硕士，主要研究方向为车辆监造