任 杰，徐豫新，王樹山

（北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

超高強(qiáng)度平頭圓柱形彈體對(duì)低碳合金鋼板的高速撞擊實(shí)驗(yàn)＊

任 杰，徐豫新，王樹山

（北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

為分析不同組分低碳合金鋼板抗超高強(qiáng)度低碳合金鋼彈體的高速撞擊性能及破壞模式，以兩種典型防彈特種鋼SS、AS以及常見的Q235A鋼為研究對(duì)象，通過(guò)靜態(tài)拉伸、靜態(tài)壓縮及動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試，獲得靜態(tài)拉伸和壓縮性能參數(shù)以及1 000～6 000s－1應(yīng)變率范圍內(nèi)的力學(xué)行為，分析了材料組分與力學(xué)性能的相關(guān)性。采用彈道槍加載撞擊方法，獲得了兩種超高強(qiáng)度合金鋼平頭圓柱形彈體對(duì)3種鋼板（14．5～15．9mm厚）的彈道極限速度，通過(guò)分析獲得了不同工況下的極限比吸收能，討論了合金鋼板在彈體高速撞擊下破壞模式的差異，分析了材料力學(xué)性能與破壞模式的相關(guān)性。研究表明：3種合金鋼板抗彈體撞擊性能與材料屈服強(qiáng)度正相關(guān)，但其性能間的差異遠(yuǎn)小于屈服強(qiáng)度間的差異；在超高強(qiáng)度合金鋼平頭圓柱形彈體的高速撞擊下，3種鋼板的失效機(jī)制與其力學(xué)性能密切相關(guān)，Si和Mn含量高的AS鋼呈硬脆性特征，其斷裂失效主要取決于材料的剪切強(qiáng)度，而Si和Mn含量較低的SS鋼和Q235A鋼具有良好的塑性，其斷裂失效主要取決于材料的壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。

破壞模式；高速撞擊；低碳合金鋼；超高強(qiáng)度彈體

金屬防彈鋼板是裝甲車輛、武裝直升機(jī)、艦船、運(yùn)鈔車、防彈轎車等裝備實(shí)現(xiàn)防彈功能的主體材料。近年來(lái)，隨著對(duì)防彈結(jié)構(gòu)高性能、低成本、輕量化需求的不斷提升，金屬防彈鋼板的材料選型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成為研究人員關(guān)注的核心問(wèn)題。鋼板的組分、力學(xué)性能及其在高速?zèng)_擊下的力學(xué)行為研究可為材料設(shè)計(jì)和防護(hù)結(jié)構(gòu)選材提供依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外就不同結(jié)構(gòu)鋼板對(duì)不同結(jié)構(gòu)彈體的防護(hù)性能進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值仿真和理論分析工作［17］。S．Dey等［1］通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真研究了平頭、錐形和卵形彈體對(duì)3種不同強(qiáng)度鋼板的侵徹特性，結(jié)果表明：平頭彈體的彈道極限速度隨靶板屈服強(qiáng)度的增加而減小，而錐形和卵形彈體則相反。Y．F．Deng等［23］研究了靶板層數(shù)和彈體強(qiáng)度對(duì)鋼板抗彈性能的影響，結(jié)果表明：靶板的分層效應(yīng)與彈體強(qiáng)度、頭部形狀密切相關(guān)，在靶板總厚度一定的情況下，高強(qiáng)度平頭彈體侵徹多層板的彈道極限速度高于單層板，而高強(qiáng)度卵形彈體則相反，低強(qiáng)度平頭和卵形彈體對(duì)多層板的彈道極限速度均低于單層板。S．N．Dikshit等［4］通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：靶板硬度對(duì)其抗彈性能的影響與靶板所處的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)；在平面應(yīng)變狀態(tài)下，靶板的抗彈性能隨硬度的增加而增強(qiáng)；在平面應(yīng)力狀態(tài)下，靶板的抗彈性能先隨硬度的增加而增強(qiáng)，當(dāng)維氏硬度超過(guò)4．31GPa后呈減弱趨勢(shì)。P．K．Jena等［56］研究了熱處理工藝對(duì)高強(qiáng)度裝甲鋼力學(xué)性能和彈道特性的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)910℃奧氏體化及200℃回火的熱處理后，裝甲鋼具有最佳的抗彈性能。上述研究表明：靶體的破壞機(jī)制與彈體結(jié)構(gòu)、靶體結(jié)構(gòu)等具有相關(guān)性。目前，研究人員已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了多種材料、結(jié)構(gòu)的防彈鋼板在不同結(jié)構(gòu)彈體撞擊下的失效模式和防護(hù)性能數(shù)據(jù)，分析了相關(guān)的影響因素，并建立了相應(yīng)的分析模型，為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和支撐。但是，關(guān)于鋼板化學(xué)組分與抗彈體撞擊機(jī)制及性能間聯(lián)系的研究鮮有報(bào)道，難以為戰(zhàn)場(chǎng)裝甲防護(hù)材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，已有報(bào)道中的實(shí)驗(yàn)研究多為800m／s以下的槍彈侵徹實(shí)驗(yàn)，較少涉及戰(zhàn)場(chǎng)破片防護(hù)所面臨的更高撞擊速度的侵徹實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)前的防彈鋼板主要有兩類：一類是Cr－Ni－Mo或Cr－Ni系，通過(guò)熱處理提高鋼的強(qiáng)度，進(jìn)而提升板件的抗彈性能；另一類是Si－Mn系，在保證抗擊彈體侵徹強(qiáng)度和硬度的前提下，盡可能地改善鋼的延性和韌性，提高對(duì)高速?gòu)楏w的沖擊吸能能力［8］。因此，本工作中選取Cr－Ni－Mo系防彈鋼SS、Si－Mn系防彈鋼AS以及常用的Q235A鋼進(jìn)行靜態(tài)拉伸、靜態(tài)壓縮及動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試，獲得材料的靜態(tài)力學(xué)性能參數(shù)及1 000～6 000s－1應(yīng)變率范圍內(nèi)的力學(xué)行為特征；選取35CrMnSiA為破片材料，采用兩次淬火及一次回火的熱處理工藝使彈體的屈服強(qiáng)度達(dá)到1．2GPa以上，通過(guò)速度高于900m／s的彈道撞擊實(shí)驗(yàn)獲得 11．2mm×40mm（質(zhì)量30g）、 12．8mm×40mm（質(zhì)量40g）兩種結(jié)構(gòu)彈體撞擊3種低碳合金鋼板的彈道極限速度，分析不同鋼板的比吸收能和破壞模式，以期為相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料力學(xué)性能測(cè)試

通過(guò)調(diào)研戰(zhàn)場(chǎng)中常見的殺爆戰(zhàn)斗部殼體材料［912］，選取35CrMnSiA為彈體材料，經(jīng)過(guò)兩次淬火和一次回火的熱處理工藝，使彈體屈服強(qiáng)度超過(guò)1．2GPa。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)彈體材料的基本力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果列于表1。表1中：σy為拉伸屈服強(qiáng)度，σu為拉伸極限強(qiáng)度，E為彈性模量，HRC為洛氏硬度值，δ為延伸率，ψ為斷面收縮率。靜態(tài)拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖1所示。表2列出了3種鋼的主要化學(xué)組分［1315］。圖2和圖3顯示了靜態(tài)拉伸、靜態(tài)壓縮和動(dòng)態(tài)壓縮性能測(cè)試曲線，由此得到3種合金鋼板的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能數(shù)據(jù)，結(jié)果列于表3。表3中：σy／σu為拉伸屈強(qiáng)比，Et為拉伸切線模量，σyc為靜態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度，Ec為壓縮模量，Etc為壓縮切線模量，σyc／σy為壓縮屈服強(qiáng)度與拉伸屈服強(qiáng)度之比，σyd為動(dòng)態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度，εt為發(fā)生斷裂的最小應(yīng)變率或未發(fā)生斷裂的最大應(yīng)變率。

圖1 35CrMnSiA的靜態(tài)拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線Fig．1 Static tensile stress－strain curve of 35CrMnSiA

表1 實(shí)驗(yàn)用35CrMnSiA的基本力學(xué)性能Table 1 Basic mechanical properties of test 35CrMnSiA

表2 3種鋼的主要化學(xué)組分Table 2 Main chemical compositions of three kinds of steel

由圖2和圖3可見，AS鋼的拉伸和壓縮強(qiáng)度均最高，這與AS鋼中C、Si和Mn的含量都最高相關(guān)。Si和Mn元素對(duì)鋼板起到固溶強(qiáng)化作用，在提高鋼強(qiáng)度的同時(shí)降低了其延伸率。SS鋼與AS鋼、Q235A鋼相比，所含有的合金元素Cr和Ni不僅可以提高鐵素體的強(qiáng)度和硬度，而且還能提高鋼的韌性，使其在低碳含量下相比于Q235A鋼仍具有較高的強(qiáng)度。此外，3種鋼在動(dòng)態(tài)壓縮下均表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率增強(qiáng)效應(yīng)，如圖3（b）所示，其中：Q235A鋼最為明顯，在5 850s－1應(yīng)變率下的屈服強(qiáng)度為791MPa，是其靜態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度的2．46倍，與SS鋼在5 900s－1應(yīng)變率下的屈服強(qiáng)度876MPa相差不大；SS鋼次之，在5 900s－1應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度為靜態(tài)壓縮強(qiáng)度的1．66倍；AS最不明顯，在4 150s－1應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度為靜態(tài)壓縮強(qiáng)度的1．33倍。

表3 3種合金鋼板的力學(xué)性能Table 3 Mechanical properties of three kinds of alloy steel plate

圖2 3種合金鋼的靜態(tài)拉伸和壓縮測(cè)試曲線Fig．2 Static tensile and compression curves of three kinds of alloy steel

圖3 3種合金鋼的動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試曲線Fig．3 Dynamic compression curves of three kinds of alloy steel

在動(dòng)態(tài)壓縮過(guò)程中：AS鋼因具有較高的硬度和強(qiáng)度，在4 150s－1應(yīng)變率下開始發(fā)生45°絕熱剪切斷裂，臨界斷裂應(yīng)變?yōu)?．27，如圖4（a）所示；SS鋼和Q235A鋼因具有良好的塑性，僅發(fā)生均勻墩粗變形，如圖4（b）和圖4（c）所示。上述實(shí)驗(yàn)研究表明，過(guò)高的C、Si和Mn含量在提高材料屈服強(qiáng)度的同時(shí)也降低了材料的韌性。

圖4 分離式霍普金森壓桿測(cè)試前后的樣品對(duì)比Fig．4 Samples before and after split Hopkinson pressure bar test

2 實(shí) 驗(yàn)

戰(zhàn)場(chǎng)裝備所防護(hù)的自然破片均為不規(guī)則結(jié)構(gòu)，難以進(jìn)行彈道槍加載，并且其不規(guī)則結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的空中翻滾也使實(shí)驗(yàn)具有不確定性。通常的解決方法是采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)彈體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再通過(guò)對(duì)比不規(guī)則破片撞擊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以獲得計(jì)算系數(shù)。本文中綜合考慮 14．5mm滑膛彈道槍的實(shí)驗(yàn)條件與破片質(zhì)量的要求，選用平頭圓柱形彈體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，以獲得標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)為確定標(biāo)準(zhǔn)彈的長(zhǎng)徑比提供參考數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)在中北大學(xué)的地上靶道上進(jìn)行，通過(guò) 14．5mm滑膛彈道槍加載 11．2mm×40mm（質(zhì)量30 g，長(zhǎng)徑比L／D＝3．57）、 12．8mm×40mm（質(zhì)量40g，長(zhǎng)徑比L／D＝3．13）兩種結(jié)構(gòu)的平頭圓柱形彈體，對(duì)3種相近厚度的500mm×500mm合金鋼板進(jìn)行高速撞擊實(shí)驗(yàn)。利用自制的“電路板式”通－斷測(cè)速靶（厚度0．6mm，如圖5所示）以及六通道計(jì)時(shí)儀獲得彈體的著靶速度，通過(guò)在目標(biāo)靶后設(shè)置回收箱對(duì)受損彈體進(jìn)行回收，實(shí)驗(yàn)裝置布局如圖6所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)用測(cè)速靶Fig．5 Speed test target

圖6 實(shí)驗(yàn)裝置布局Fig．6 Experimental setup

兩種結(jié)構(gòu)彈體對(duì)3種合金鋼板的高速撞擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及彈道極限速度的計(jì)算結(jié)果列于表4。其中，彈道極限速度采用美國(guó)Frankford兵工廠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法［16］計(jì)算，即：

式中：v50為彈體貫穿靶板的彈道極限速度，vA為混合區(qū)內(nèi)全部測(cè)試速度的平均值，NP為局部貫穿數(shù)，NC為完全貫穿數(shù)，vHP為局部貫穿時(shí)的最高速度，vLC為完全貫穿時(shí)的最低速度。

因?qū)嶒?yàn)用靶板的實(shí)際厚度稍有差別，在此采用極限比吸收能表征鋼板的抗彈體撞擊性能。鋼板的極限比吸收能可通過(guò)下式計(jì)算：

式中：ISEA為靶板的極限比吸收能；m為彈體質(zhì)量；ρ為靶板的密度；d為靶板的厚度。不同工況下鋼板的極限比吸收能的計(jì)算結(jié)果如表4和圖7所示。

表4 兩種結(jié)構(gòu)彈體撞擊3種合金鋼板的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Experimental results of three kinds of alloy steel plate impacted by two different projectiles

由表4和圖7可見：對(duì)于長(zhǎng)徑比不同的兩種彈體結(jié)構(gòu)，AS鋼的彈道極限速度和極限比吸收能均最高，SS鋼次之，Q235A鋼最低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：3種合金鋼板的抗彈體撞擊性能與材料的屈服強(qiáng)度正相關(guān)，但是抗彈體撞擊性能間的差異遠(yuǎn)小于材料強(qiáng)度間的差異。在4 150～4 800s－1的應(yīng)變率下，AS鋼的動(dòng)態(tài)壓縮屈服強(qiáng)度分別是SS鋼和Q235A鋼的2．13倍和2．82倍，但AS鋼的極限比吸收能是SS鋼的1．36（L／D＝3．57）或1．04（L／D＝3．13）倍，是Q235A鋼的1．47（L／D＝3．57）或1．31（L／D＝3．13）倍，均未超過(guò)1．5倍。

此外，從表4和圖7還可以看出：3種合金鋼板對(duì)兩種結(jié)構(gòu)彈體撞擊的吸能效應(yīng)不同。在長(zhǎng)徑比不同的兩種彈體撞擊下：AS鋼的彈道極限速度和極限比吸收能基本不變，表明在相同彈體長(zhǎng)度下，彈體的長(zhǎng)徑比從3．57降低到3．13后，雖然質(zhì)量提升了33．3%，但對(duì)其彈道極限速度的影響不大；SS鋼和Q235A鋼的彈道極限速度和極限比吸收能均有所提高，其中SS鋼提升得較明顯，極限比吸收能提高72．16%，該現(xiàn)象應(yīng)與SS鋼的強(qiáng)度、塑性等綜合性能較高相關(guān)。在長(zhǎng)徑比為3．13的彈體撞擊下，SS鋼的極限比吸收能較Q235A鋼高26．57%；但在長(zhǎng)徑比為3．57的彈體撞擊下，SS鋼的極限比吸收能則基本與Q235A鋼相當(dāng)：表明增加超高強(qiáng)度平頭圓柱形彈體的長(zhǎng)徑比時(shí)，SS鋼的抗侵徹性能明顯下降，抗高速?gòu)楏w撞擊優(yōu)勢(shì)低于AS鋼和Q235A鋼。

圖7 3種合金鋼的極限比吸收能對(duì)比Fig．7 Specific energy absorption of three kinds of alloy steel

3 討 論

圖8 AS鋼板的典型破壞形貌Fig．8 Typical damage of AS steel plate

圖9 SS鋼板的典型破壞形貌Fig．9 Typical damage of SS steel plate

圖10 Q235A鋼板的典型破壞形貌Fig．10 Typical damage of Q235Asteel plate

實(shí)驗(yàn)中3種合金鋼板的破壞形貌如圖8、圖9和圖10所示。AS鋼因強(qiáng)度高、韌性低，其破壞形態(tài)明顯不同于SS鋼和Q235A鋼，主要以剪切破壞為主。當(dāng)彈體的撞擊速度低于臨界貫穿速度時(shí)，AS鋼板的正面留下淺坑（如圖8（a）所示），背板無(wú)明顯變化（如圖8（b）所示）。因此，AS鋼板的抗侵徹性能主要取決于材料的剪切強(qiáng)度，彈長(zhǎng)一定、彈體長(zhǎng)徑比在3．1～3．5之間變化對(duì)其彈道極限速度的影響不大。在彈道極限速度基本不變的情況下，因彈體長(zhǎng)徑比減小，彈體質(zhì)量增加，提高了AS鋼板的極限比吸收能。對(duì)于SS鋼和Q235A鋼，由于其強(qiáng)度低，韌性高，因此鋼板入口處有明顯的擴(kuò)孔和翻邊現(xiàn)象（如圖9（a）、圖9（c）、圖10（a）、圖10（c）所示），鋼板背面有較大盤凸（如圖9（b）、圖10（b）所示），表明在彈體侵徹過(guò)程中鋼板內(nèi)發(fā)生了塑性流動(dòng)；同時(shí)，有“鋼盔”狀塞塊形成（如圖9（e）、圖10（e）所示），塞塊表面有明顯的藍(lán)脆及氧化現(xiàn)象，表明在彈體侵徹后期，材料在較高的應(yīng)變率下發(fā)生了嚴(yán)重的塑性變形，塑性功產(chǎn)生了較高的溫升和氧化。因此，SS鋼和Q235A鋼板的抗侵徹性能應(yīng)主要取決于其抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。因超高強(qiáng)度平頭圓柱形彈體對(duì)塑性和強(qiáng)度均較強(qiáng)的SS鋼的侵徹機(jī)理不同于高強(qiáng)度AS鋼，使得相同彈體長(zhǎng)度下彈體長(zhǎng)徑比對(duì)材料極限比吸收能的影響顯著。靜態(tài)拉伸延伸率和屈服強(qiáng)度均較高的SS鋼的極限比吸收能對(duì)彈體長(zhǎng)徑比的變化最為敏感，彈體長(zhǎng)徑比從3．57降低到3．13時(shí)，極限比吸收能提升72．16%，而Q235A鋼和AS鋼則分別提升了47．4%和31．3%。

綜上所述，3種合金鋼板的組分不同造成其力學(xué)性能不同，在彈體高速?zèng)_擊下的力學(xué)行為、抗侵徹機(jī)理和吸能效果也有所不同。在3種合金鋼中，Q235A鋼的成本最低，SS鋼最高（是Q235A鋼的10倍以上），AS鋼居中（是Q235A鋼的2倍以上）。因此，應(yīng)根據(jù)防護(hù)彈體的結(jié)構(gòu)特征，選擇合適的防彈鋼板進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的效費(fèi)比。

4 結(jié) 論

針對(duì)3種不同組分的低碳合金鋼板進(jìn)行了靜態(tài)拉伸、靜態(tài)壓縮、動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試以及抗超高強(qiáng)度低碳合金鋼彈體高速撞擊彈道實(shí)驗(yàn)，獲得如下結(jié)論。

（1）對(duì)于低碳合金鋼板，C、Si和Mn元素的增加提高了鋼板的強(qiáng)度，同時(shí)降低了鋼板的塑性，Cr和Ni元素的添加大幅度提高了鋼板的強(qiáng)度，同時(shí)保證鋼板具有良好的塑性。

（2）低碳合金鋼板的抗彈體撞擊性能與材料的屈服強(qiáng)度正相關(guān)，但是抗彈體撞擊性能間的差異遠(yuǎn)小于材料強(qiáng)度間的差異，尤其對(duì)于應(yīng)變率增強(qiáng)效應(yīng)明顯的塑性鋼板，在彈體高速撞擊下，其與高強(qiáng)度鋼板的彈道極限速度的差異在15%以內(nèi)。

（3）低碳合金鋼板抗彈體撞擊機(jī)制和效果對(duì)彈體結(jié)構(gòu)的敏感性與材料的力學(xué)性能相關(guān)。高強(qiáng)度AS鋼呈硬脆性特征，在彈體高速撞擊下其斷裂失效機(jī)制表現(xiàn)為剪切破壞，破壞效果與材料的剪切強(qiáng)度相關(guān)，彈道極限速度對(duì)彈體結(jié)構(gòu)的敏感性最低；高塑性SS鋼與Q235A鋼在彈體高速撞擊下產(chǎn)生塑性流動(dòng)，正面發(fā)生翻邊，背部發(fā)生盤凸變形，鋼板被壓薄到一定程度后形成剪切塞塊，斷裂失效機(jī)制表現(xiàn)為壓縮、剪切破壞，破壞效果與材料的壓縮、剪切強(qiáng)度相關(guān)，彈道極限對(duì)彈體結(jié)構(gòu)的敏感性較高。

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High－speed impact of low－carbon alloy steel plates by ultra－h(huán)igh strength blunt projectiles

Ren Jie，Xu Yuxin，Wang Shushan

（State Key Laboratory of Explosion Science and Technology，Beijing Institute of Technology，Beijing100081，China）

To investigate the ballistic resistance and failure mode of three different low－carbon alloy steel plates subjected to ultra－h(huán)igh strength low alloy steel projectiles，we used the typical bulletproof special steels SS and AS and the commonly used Q235Asteel for our study in the present research，obtained their static tensile and compression performance and the dynamic mechanical behavior at the strain rate of 1 000to 6 000s－1by static tension，compression and split Hopkinson pressure bar tests respectively，and analyzed the relationship between material composition and mechanical performance．We also obtained the ballistic limits of these plates（14．5～15．9mm thick）subjected to two ultra－h(huán)igh strength low alloy steel projectiles by ballistic gun experiments．Furthermore，we compared the specific energy absorption and failure mode of the steel plates under various conditions and analyzed the relationship between the mechanical performance and the failure mode．The results showed a positive correlation between the ballistic resistance and the yield strength，but the differences between the ballistic resistances of the three steel plates are less than that between the yield strength．Finally，the failure mechanism of different steel plates is correlated with different mechanical parameters：for the AS steel plates with a high content of Si and Mn，the main determinant of fracture failure is its shear strength，as is characterized by great hardness and brittleness，while for SS and Q235Asteel plate with a low content of Si and Mn the main determinant is its compressive and shear strength，as is characterized by good plasticity．

failure mode；high speed impact；low－carbon alloy steel；ultra－h(huán)igh strength projectile

O385國(guó)標(biāo)學(xué)科代碼：13035

A

10．11883／1001－1455（2017）04－0629－08

（責(zé)任編輯 王 影）

2015－11－30；

2016－04－11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11402027）

任 杰（1992－ ），女，碩士研究生；通信作者：徐豫新，xuyuxin＠bit．edu．cn。