Page 12 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 李孝臣，等： 蜂窝管表层约束混凝土抗高速侵彻性能研究 第 12 期

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1 400 T1-H50-D30-G T1-H50-D30-G
T1-H100-D90-L
T1-H100-D90-L
1 200 T1-H150-D60-W −50 T1-H150-D60-W
T2.5-H50-D90-W
T2.5-H50-D90-W
1 000 T2.5-H100-D60-G −100 T2.5-H100-D60-G
T2.5-H150-D30-L
T2.5-H150-D30-L
T4-H50-D60-L
T4-H50-D60-L
v/(m·s −1 ) 800 T4-H100-D30-W P/mm −150 T4-H100-D30-W
T4-H150-D90-G
T4-H150-D90-G
600
Plain concrete
Plain concrete
400 −200
200
0 −250
−200 −300
0 0.1 0.2 0.3 0 0.1 0.2 0.3
t/ms t/ms
(a) Velocity-time curves (b) Displacement-time curves
图 14 不同侵彻工况弹体速度和位移随时间变化曲线
Fig. 14 Velocity and displacement time curves of projectile under different penetration conditions
由图 14 可以看出，在有蜂窝管约束条件下，侵深均小于素混凝土。9 种工况中，侵深最小的一组为
T4-H100-D30-W，侵深为 227.01 mm；侵深最大的为 T2.5-H50-D90-W，侵深为 271.20 mm，基本与素混凝土
侵深相同。极差分析采用文献 [26] 中的方法，侵深极差分析结果如表 5 所示。

表 5 不同组合侵深结果极差分析
Table 5 Range analysis of penetration results under different simulation conditions
模拟工况 T/mm H/mm D/mm 材料 P/mm
T1-H50-D30-G 1.0 50 30 钢 268.34
T1-H100-D90-L 1.0 100 90 铝 261.17
T1-H150-D60-W 1.0 150 60 钨 259.29
T2.5-H50-D90-W 2.5 50 90 钨 271.20
T2.5-H100-D60-G 2.5 100 60 钢 260.13
T2.5-H150-D30-L 2.5 150 30 铝 231.33
T4-H50-D60-L 4.0 50 60 铝 268.41
T4-H100-D30-W 4.0 100 30 钨 227.01
T4-H150-D90-G 4.0 150 90 钢 255.66
侵深极差 12.6 20.6 20.5 8.9

可见侵深影响因素的显著程度由高到低排序为：蜂窝管特征管深、特征内径、特征壁厚、材料。蜂
窝管表层约束混凝土抗侵深能力对蜂窝管的特征管深和特征内径较为敏感，二者极差都在 20.5 附近。
综合极差分析结果，选取最小数值作为抗侵深能力最优水平，最优组合为厚度 4 mm、高度 150 mm、内切
圆直径 30 mm 的钨合金。
3.3 不同组合对开坑大小的影响
侵彻结束利用 ParaView 软件提取混凝土靶体失效范围，如图 15 所示。
将不同组合开坑形状等效为圆，拟合开坑半径 R 正交分析如表 6 所示。
所以开坑影响因素的显著程度由高到低排序为：蜂窝管特征壁厚、特征管深、材料、特征内径。可
以看出开坑大小对蜂窝管特征内径和材料不敏感，特别是蜂窝管特征内径影响可以忽略。综合极差分
析结果，选取最小数值作为抗侵彻开坑能力最优水平，得到各因素最优组合为厚度 4 mm、高度 150 mm、
内切圆直径 90 mm 的铝。

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