铅球超高速撞击铅靶1
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2022-08-04
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0.1 铅弹超高速撞击铅靶
该算例为铅弹超高速撞击铅靶，实验数据见文献 [2]。撞击球体为铅，半
径为 7.5mm。靶体材料为铅，厚度为 6.35mm，区域为 80mm×80mm。初
始撞击速度为 6580m/s。
弹体和靶体材料相同，采用简化的 Johnson-Cook 本构模型计算偏应
力，采用 Mie-Gr
¨
uneisen 状态方程更新压力，材料参数见表格 1[1]。对于铅
材料而言，当质点的等效塑性应变达到 3.0 时认为材料失效，不再承受偏应
力。弹体和靶体的离散尺寸为 1.06mm，模型质点总数为 138278。背景网格
的间距为 2.12mm。采用 MUSL 格式算法模拟，超高速撞击下采用无滑移
黏着的摩擦，即不开启摩擦。
表 1: 铅材料参数表格
ρ/(g/cm
3
) E/GPa ν A/MPa B/MPa n C
11.350 22.4 0.42 12.0 125.0 1.0 0
c
0
/(m/s) S
1
Γ
0
E
0
/(MJ//mm
3
) ε
p
fail
2092 1.45 2.0 0.0 3.0
图 1给出了最终时刻的碎片云形貌，并且与试验结果进行比较，两者吻
合较好。
(a) 实验结果
(b) 模拟结果
图 1: 铅弹撞击铅靶的模拟结果和实验结果
该算例对应的输入文件名称为 LeadHypervelocityImpact.mpm。
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