3D 打印的混凝土有个特别的结构,叫正交各向异性,这就导致它的力学性能不是各处都一样,而是有方向上的区别。在第四章的时候,已经对它静态的力学性能做了一番研究和分析,得出的结果也表明它的静态力学性能确实是有方向差异的。这一章呢,主要是来研究它在动态抗冲击方面的性能。
咱们用来搞侵彻的武器是那种口径 30 毫米的滑膛炮。在正式做侵彻试验之前,得先搞个测速的小测试,就是通过测量子弹穿过一段大家都知道长度的锡箔靶所花的时间,这样就能算出子弹的速度啦。把滑膛炮的炮口调整好,让炮筒的中心线跟靶面垂直得严丝合缝,这样就能保证子弹是笔直地去撞击靶面的。
在侵彻的整个过程里,咱们用上高速摄像机把这个过程给拍下来,为后面仔细分析侵彻过程收集有用的信息。这里有靶体侵彻过程被高速摄像机拍下来的照片。子弹从滑膛炮里飞出来后,速度超快,垂直地撞到靶体迎向子弹的那一面,然后跟这一面猛地撞在一起,瞬间迸发出耀眼的火光,在子弹撞到的那个点周围就形成了应力集中的区域,让这块的靶体碎得一塌糊涂。因为有一种叫自由面效应的东西,在子弹高速侵彻靶体时产生的那种超级大的剪切力和挤压力的作用下,靶体迎向子弹那一面碎掉的部分就脱落下来了,还朝反方向弹飞出去,于是就留下了一个弹坑。