Page 144 - 《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

力，采用高强钢作为底座材料，并通过热处理使其强度达到 1 700 MPa 以上。装配后的发射弹体如图 5
所示。

Projectile

Sabot

Base

图 4 203 mm 口径平衡炮 图 5 发射弹体
Fig. 4 203 mm Davis gun Fig. 5 Launched projectile

2 实验结果

王可慧等 [21] 前期利用 30 mm 弹道炮开展了大量的小尺寸结构弹体高速侵彻混凝土靶实验，结果表
明，结构弹体在 1 400 m/s 速度段侵彻深度达到极限，该速度段为弹体侵彻效应的转折点，其机理及效应
研究对高速钻地弹的工程设计具有实际意义。因此，本研究针对该速度段进行了大尺寸结构弹体侵靶
实验。
实验共进行了 3 炮次，弹体撞靶速度分别为 1 418、1 433 和 1 407 m/s。弹体的侵彻深度、剩余长度、
剩余直径、剩余质量等实验数据如表 2 所示。其中，实验弹 1 的弹体材料为 30CrMnSiNi2MoVE，实验弹
穿透 3.3 m 厚钢筋混凝土方靶后在沙袋中侵彻 2 m；实验弹 2 和 3 的弹体材料均为 DT1900，弹体穿透
3.5 m 厚圆柱形钢筋混凝土靶后分别在挡靶中侵彻 0.3 和 0.7 m。

表 2 实验结果
Table 2 Experimental results
剩余弹体尺寸/mm
弹体编号 弹体质量/kg 靶板强度/MPa 撞靶速度/(m·s ) 等效侵彻深度/m 剩余弹体质量/kg
−1
长度 直径
1 11.27 32.5 1 418 3.6 415.85 87.03 10.18
2 11.30 30.7 1 433 3.8 432.16 86.04 10.11
3 11.40 30.7 1 407 4.2 433.07 86.04 10.29

依据空腔膨胀理论 [12-13] ，在低速条件下，相同的弹体以相同的速度侵彻 2 种不同靶材，其侵深比为：

x 1 A 2 Y 2
= (1)
x 2 A 1 Y 1
¯ x 为侵彻深度，下标 1 和 2 分别代表 2 种不同靶材；Y 为靶体抗压强度；A 为靶体材料参数。A 可表
式中：
示为：
Å ã
2 −αλ 1
A = (1−λ/3) ε − (2)
αλ λ
λ = tanφ (3)
α = 6/(3+2λ) (4)

√
ε = 3 Y(3−λ)/2E (5)
式中：E 为杨氏模量， φ 为摩擦角。表 3 给出了沙和混凝土的材料参数。
低速侵彻下，沙与混凝土的侵深比约为 6.42，实验弹 1 穿透 3.3 m 厚钢筋混凝土靶后，其剩余侵彻能
力可由 2 m 厚的沙袋折算为 0.3 m 厚的 C30 混凝土。

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