Page 15 - 《爆炸与冲击》2025年第12期
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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

                                                        表 7（续）
                                                     Table 7 (Continued)

                     工况           T/mm     H/mm      D/mm      材料          j         p       r        F
                 T4-H150-D90-G    4.0       150       90        钢       4.35×10 −3  0.65    0.00     0.22
                  综合得分极差          0.19       0.28     0.06     0.16

                4    结 论

                   本文中分别开展了弹体速度约在                1 500 m/s 的侵彻混凝土和蜂窝管表层约束混凝土试验，利用物质
               点法模拟还原了侵彻过程，并探讨了蜂窝管特征壁厚、特征内径、特征管深、材料对抗侵彻性能的影响，
               利用极差分析分别得到了抗侵彻深度和抗侵彻成坑半径的最优组合，并对最优组合进行了模拟验证，得
               到了以下结论。
                   (1) 蜂窝钢管约束混凝土结构可以有效减小弹体侵彻终点效应，随着特征管深的增大，归一化速度
               下弹体侵深和成坑半径减小，弹体磨蚀作用加剧。
                   (2) MPM  在模拟冲击侵彻方面展现出巨大的优势，该方法可以精确地模拟弹靶相互作用过程，模拟
               的侵彻深度结果和开坑范围与试验结果的误差均小于                         10%。正交分析金属蜂窝管约束混凝土对弹体侵
               彻深度影响因素的显著程度由大到小依次为蜂窝管的特征管深、特征内径、特征壁厚、材料；影响开坑
               半径因素的显著程度由大到小依次为蜂窝管的特征壁厚、特征管深、材料、特征内径。
                   (3) 从数值模拟结果可以看出随着蜂窝管特征壁厚的增大，靶体的抗侵彻性能显著提升，但是当特
               征壁厚达到一定值后，其对抗侵彻性能的提升效果趋于饱和；较大的蜂窝管特征管深可以有效延长弹体
               在约束区域内的侵彻路径，从而增大能量耗散，降低侵彻深度；特征内径的变化主要影响弹体在初始接
               触阶段的受力分布，较小的特征内径可有效减小侵彻深度。
                   (4) 通过正交分析得到的厚度           4 mm、高度    150 mm、内切圆直径       30 mm  的钨合金组合具有最好的抗
               侵彻能力，侵彻深度较素混凝土减小                25.1%；厚度   4 mm、高度    150 mm、内切圆直径       90 mm  的铝具有最好
               的抗侵彻开坑能力，开坑半径较素混凝土减少                     28.7%；通过提出的权重因子加权得到的综合因素最优组
               合为厚度    4 mm、高度    150 mm、内切圆直径       30 mm  的铝。



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