Page 143 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 王可慧，等： 两种材料结构弹体高速侵彻钢筋混凝土靶实验研究 第 12 期

学 性 能 ， 其 中 ， σ 0.2 为 屈 服 强 度 ， σ b 为 拉 伸 强 度 ， δ 为 断 后 伸 长 率 ， Ψ 为 断 面 收 缩 率 ， K I C 为 断 裂 韧 性 ，

HRC 为洛氏硬度。可以看到，2 种材料的断裂韧性相差较小，均为 110 MPa·m 1/2 左右，但 DT1900 的强度
比 30CrMnSiNi2MoVE 更高，其屈服强度和拉伸强度分别达到了 1 790 和 2 000 MPa。

表 1 热处理后弹体材料的力学性能
Table 1 Mechanical properties of projectile materials after heat treatment
1/2
材料 序号 σ 0.2 /MPa σ b /MPa δ/% Ψ/% K IC /（MPa·m ） HRC
1 1 326 1 656 12.8 45 110 48.6
30CrMnSiNi2MoVE 2 1 356 1 680 10.9 45 107 48.5
3 1 390 1 713 10.5 43 101 48.8
1 1 770 1 960 14.0 64.5 118 52.5
DT1900 2 1 790 1 970 14.0 69.0 110 51.6
3 1 770 2 000 14.0 65.5 103 52.2

1.2 靶板设计

实 验 靶 板 为 钢 筋 混 凝 土 靶 ， 设 计 强 度 为
30 MPa。靶板内钢筋直径为 6 mm，每层钢筋网
格大小为 150 mm×150 mm，两层钢筋网格间距
为 150 mm。其中，靶 1 为方形靶，厚度为 3.3 m；
靶 2 和靶 3 为圆柱形靶，厚度为 5.5 m（3.5 m 厚
圆柱形靶板和 2 m 厚挡靶叠加）。此外，为减小
横向边界效应，圆柱形靶板外围采用 3 mm 厚的
图 2 圆柱形钢筋混凝土靶
钢圈进行加固。以 3.5 m 厚圆柱形钢筋混凝土
Fig. 2 Cylindrical reinforced concrete target
靶为例，靶板配筋及实物如图 2 所示。
1.3 发射与测试
实验系统由发射装置、测速装置、靶板及弹体回收装置组成，实验现场布局如图 3 所示。平衡炮、
铜丝网靶及靶板中心基本处于同一水平线；靶板放置于回收舱中，以防止意外跳弹带来的安全问题；靶
板后设置由沙袋构筑的弹体回收装置，避免回收过程中弹体受到二次损伤从而影响实验结果；弹体发射
后依次撞击铜丝网靶和钢筋混凝土靶板，计时器记录通过各铜丝网靶的时间，通过网靶间距及时间差计
算实验弹的撞靶速度。

Chronograph
Recovery package
Sand
Copper wire Target
Davis gun Lauched projectile
mesh targets
L 1 L 2
Ground

图 3 实验现场布置示意图
Fig. 3 Layout of projectile penetration experiment

实验弹采用 203 mm 平衡炮次口径发射，发射装置如图 4 所示。平衡炮炮管内径为 203 mm，炮管
长度为 8 m，最大可承受膛压为 300 MPa。由于实验弹质量较大，根据平衡炮的发射能力，为减小发射
质量，提高发射速度，采用高强尼龙作为弹托材料。同时，考虑到底座在发射过程中需承受火药气体推

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