高超声速下长杆弹侵彻混凝土靶的机理研究

新型推进技术如超燃冲压发动机技术的日益成熟，为高超声速武器的发展提供了强有力的技术基础，在未来战场上高超声速钻地弹的战略地位将变得日益重要。因此，开展高超声速条件下长杆弹侵彻混凝土靶的机理研究有重要的理论和军事意义。本项目研究内容包括：a）建立考虑应变率、围压、加载路径、损伤和剪胀等效应的混凝土材料本构方程；.b)分析弹体头部在侵彻混凝土过程中墩粗变形的机制，找到长杆弹由刚性向变形转化的临界条件，并建立变形弹侵彻的模型；c)建立杆弹对混凝土的消蚀侵彻模型，以及变形弹转化成消蚀弹临界条件；d)建立高超声速杆弹侵彻混凝土靶的理论。

新型推进技术如超燃冲压发动机技术的日益成熟，为高超声速武器的发展提供了强有力的技术基础，在未来战场上高超声速钻地弹的战略地位将变得日益重要。因此，开展高超声速条件下长杆弹侵彻混凝土靶的机理研究有重要的理论和军事意义。本项目取得了如下创新性研究成果：. （1） 建立了考虑空穴坍塌(孔隙率)、应变率、压力相关性、加载路径、剪切和拉伸损伤、高低围压下的破坏等效应的混凝土材料本构方程。首先建立了单轴情况下考虑应变硬化软化以及除去惯性效应的动态增强因子的压缩和拉伸本构关系，然后考虑压力相关性和Lode角效应将其推广到全应力空间。借着单单元测试和SHPB实验与现有的混凝土本构如HJC、RHT、K&C进行了比较。结果表明所演化的本构比现有本构优越，同时还表明现有本构应变率表述方面存有重大缺陷。. （2）建立了预测混凝土在弹丸撞击下侵彻深度、厚度方向开裂、痂斑破坏、穿透的统一方法。该方法不仅适用于平头弹也适用于非平头弹；不仅适用于低强混凝土而且也适用于高强混凝土；不仅适用于低速撞击而且适用于高速撞击；是对UMIST公式的推广。理论预测与实验吻合很好。. （3）建立了长杆弹侵彻混凝土靶板的理论模型，得到了长杆弹由刚性向变形转化的临界条件、变形弹转化成消蚀弹临界条件。模型预测与相关实验吻合较好