Page 145 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 吴 昊，等： 超高速武器战斗部侵彻效能分析与混凝土遮弹层设计 第 3 期

图 5(d) 进一步给出了不同时刻靶体应力云图和弹体破坏形态的数值模拟结果。可以看出，侵彻深度的
试验值为 66.5 mm，模拟值为 64.9 mm，相对误差为−2.4%。数值模拟中弹体单元全部失效，与试验中弹体
完全侵蚀情况一致，可认为对弹体破坏形态的预测同样较为准确。

200
Projectile 175 MPa
180
Projectile 160 166 MPa
NSC target 70 mm Pressure sensor 140
Stress/MPa 100 Test [25]
120
200 mm 80 Simulation
60
40
Target 20
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
300 mm
Time/ms
(a) Projectile and NSC target of test (b) Layout of measuring point (c) Stress-time history of target
Stress/MPa
0 64.9 mm
−2
−4
−6
−8
−10 0 ms 0.025 ms 0.050 ms 0.075 ms 0.100 ms
(d) Instantaneous stress contours of NSC target and projectile

图 5 试验布置 [25] 及模拟结果
[25]
Fig. 5 Test setup and simulation results
2.2 弹体超高速侵彻 UHPC 靶体试验
Wu 等 [13] 开展了 3 发钢纤维增强超高性能混凝土（UHPC）靶体抗弹体超高速侵彻试验，弹体材料为
D6A 钢，屈服强度为 1 420 MPa；弹体直径为 25.3 mm，质量为 393.7 g，侵彻速度分别为 1 150、1 250 和
1 320 m/s；UHPC 靶体的钢纤维掺量为 4%，抗压强度为 142 MPa。有限元仿真分析方法的数值算法、接
触算法、材料模型和网格尺寸等设置，以及 D6A 钢弹体 [42] 和 UHPC 靶体 [36] 参数取值的确定方法与
2.1 节一致，如表 1～2 所示，其中，UHPC 最大主应变删除准则阈值为 0.13。图 6(a)～(c) 分别给出了 3 个
侵彻速度下靶体的最终损伤云图和回收弹体的对比图。可以看出，靶体损伤区域主要集中于弹道附近，
弹靶接触面附近受到较高的压应力；3 个侵彻速度下弹体头部均有轻微磨蚀，而试验中回收弹体除头部
磨蚀外，因弹尾刻槽导致的应力集中和较小的初始入射角度引起了尾部刻槽处发生断裂；3 个速度下模
拟的弹体侵彻深度分别为 421、464 和 471 mm，与试验结果（420、473 和 490 mm）的相对误差分别为
0.2%、−1.9% 和−3.9%。

Damage

1.0
0.9
0.8 421 mm 471 mm 464 mm
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 Simulation test Simulation test Simulation test
(a) 1 150 m/s (b) 1 250 m/s (c) 1 320 m/s
图 6 UHPC 靶体损伤云图、侵彻深度及回收弹体对比
Fig. 6 Damage contours and penetration depth of UHPC targets and comparisons of recovered projectile
2.3 弹体高速侵彻 CRC 靶体试验

Wu 等 [26] 开展了 2 发弹体以 510 m/s 的速度侵彻 CRC 靶体试验，弹体材料为 DT300 钢，屈服强度为
792 MPa；弹体直径为 25.3 mm，质量为 341.2 g。CRC 靶体的直径为 750 mm，高度为 500 mm，刚玉块石的

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