本贴使用Abaqus2020版本，仿真刚体弹芯侵彻TC4钛合金靶板。

几何模型：

几何模型使用SOLIDWORKS建模，结构示意图见图1所示。弹芯直径Φ6mm，弹芯长度30.5mm，头部为圆卵形。钛合金靶板尺寸为200mm×200mm×10mm。

有限元模型：

有限元模型使用Abaqus建模，靶板四周采用完全固定约束。弹芯因弹头结构不规则采用自由四面体网格，并设置为刚体。钛合金靶板采用C3D8R六面体网格扫掠划分。为了提高计算精度，对弹芯与靶板主要接触部分采用六面体网格精细划分处理，如图2所示。

弹体与靶板之间采用*Surface-to-Surface contact（Explicit）侵彻接触算法，通过定义弹体表面与靶板node接触。*Interaction Properties选择切向行为（摩擦选择罚公式，摩擦系数为0.3）与法向行为（硬接触）。

弹芯初始速度为770m/s，方向垂直靶板平面向下，通过创建约束控制。

材料模型

模型单位采用m-kg-s-Pa单位制。

靶板使用* JOHNSON_COOK材料本构模型其本构方程由两部分组成，第一部分为应力：

式中：

A为屈服应力；B为应变硬化系数；n为应变硬化指数；c为应变率相关系数；m为温度相关系数；ε ̅^P为等效塑性应变；ε0为无量纲塑性比；T*为相对温度，且

，式中T_melt，T_room 分别为材料的熔点和室温。

第二部分是断裂时的应变：   

 

式中：σ^*=p/σ_eff， ，即压力与VonMises等效应力的比值，D1-D5为失效系数。

同时采用*EOS_GRUNEISEN状态方程，该方程能够考虑压缩和拉伸状态下，材料体积变化对压力的影响，其形式如下：

式中：μ=ρ/ρ_0 -1，ρ/ρ_0 为当前密度与初始密度之比；C为材料声速；S1、S2、S3为多项式方程系数；γ_0为GRUNEISEN参数。

弹芯材料参数：

数值模拟结果分析

弹芯侵彻过程见图3所示

弹芯速度时程曲线见图4所示，初始速度为770m/s，侵彻后剩余速度为608m/s。

侵彻弹孔图片见图5所示。