摘要
半穿甲弹依靠自身动能侵彻到目标中后由弹底引信起爆装药，通过爆炸产生的气体产物和壳体破片以及压缩周围气体介质产生的冲击波对目标进行毁伤。防护结构能够有效地抵抗弹体侵彻及爆炸冲击破坏，在与弹体的斗争中交替发展进步。本文对复合防护结构的发展及设计、半穿甲弹侵彻靶体的研究情况、防护结构抗弹机理做了综述，引出提高复合防护结构抗侵爆能力的重要性。对研究侵爆问题的方法，尤其是数值模拟方法所使用的软件、计算流程、材料参数、本构模型及算法做了详细的描述，阐明了本文的研究方法和目的。 选取美军500lb半穿甲弹作为侵爆过程仿真的弹体，通过LS-DYNA对纯钢靶进行了侵彻和爆炸两个过程的仿真，得到侵彻过程结果后重新建模计算爆炸过程，研究不同弹着速侵爆毁伤结果。限定防护结构的总重及半径，对侵爆陶瓷/钢双层靶及钢/陶瓷/纤维/钢四层防护结构过程进行了仿真分析，研究了防护结构不同层厚配比对抗侵爆能力的影响，并使用流固耦合算法在一次计算中得到了侵彻和爆炸两个结果，提高了计算效率。限定防护结构的面密度，研究了陶瓷/钢双层靶的层厚不同对抗弹性能的影响；并在得到抗弹性能最优的陶瓷/钢双层靶情况下，研究了结构分层对抗弹性能的影响；对半穿甲弹侵爆钢/陶瓷/纤维/钢四层复合防护结构进行了仿真计算，得到了抗侵爆性能优异的构型。 通过对纯钢靶的侵爆研究发现：在弹速范围内，弹体着速越高，弹体对防护结构产生的侵爆毁伤越严重；通过对陶瓷/钢复合靶的侵彻研究发现：抗弹性能最优的厚度比为4:1；通过对多层防护结构的侵爆研究发现：厚度配比为1:4:3:1的防护结构抗侵爆性能最好；且防护结构的分层不是越多越好，且想要复合防护结构有足够的抗侵爆能力，则陶瓷层后要提供足够的支撑，且陶瓷层前的面板不能过厚。
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