Page 13 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 董建才，等： 射流侵彻混凝土预损伤对弹体侵彻性能的影响 第 4 期

基于预损伤混凝土强度变化关系，结合第一 表 5 侵彻预损伤混凝土理论模型计算输入参数
章中计算公式对试验工况弹体侵彻过程进行了 Table 5 Input parameters for the theoretical model of
计算，模型计算输入参数如表 5 所示，表中 r 、r 、 penetration into pre-damaged concrete
cd
c
h 分别为开孔底部直径、开孔口部直径与开孔深 靶体参数 弹体参数
1
度；r 、CRH、m 分别为弹体半径、弹体头部曲径比 r cd /mm r c /mm h 1 /mm a b r p /mm CRH m/g
p
系数与质量。试验与半经验模型计算得到侵彻 1.5 4.5 436 0.112 5 0.437 5 15 3 550

深度对比如图 15 所示，其中与试验相比模型计 550
算最大误差为 4.3 %，表明在对弹体侵彻深度进 Pre-damaged target
Experiment
行预测时，模型计算结果与试验结果吻合较好。 500 Semi-empirical model
此外，为进一步验证理论模型的准确性，通
过提取 3.1 节中数值模拟所获得的侵彻过程中 Penetration depth/mm
弹体过载对理论模型准确性进行验证，模型计算 450
结果对比数值模拟获得过载数据对比如图 16 所
示，可以看出，理论模型计算得到的弹体过载曲 400
线与仿真数据吻合较好。 650 700 750 800 850
锥型开孔中弹体过载变化趋势较为符合真 v 0 /(m·s )
−1
实物理工况，在靶体损伤区域内，随着弹体侵彻
图 15 预损伤靶体中侵彻深度对比
深 度 的 增 加 弹 体 过 载 呈 现 先 增 加 后 减 小 的 趋 Fig. 15 Comparison of penetration depth in pre-damaged targets
势。出现次现象的原因是在进入稳定侵彻阶段
后，一方面随着弹体侵彻的逐步深入，弹体速度逐渐降低，弹体所受动阻力减小。另一方面，由于开孔呈
锥型，随着侵彻逐步深入，开孔直径逐渐减小，对应损伤区直径也随之减小，使弹体所受静阻力增加。两
者共同影响弹体的侵彻阻力，使得弹体过载呈现先增加后减小的形式。

9.0 9.0

7.5 7.5

6.0 6.0
Semi-empirical model Semi-empirical model
a/10 4 g 4.5 7.1 Numerical simulation a/10 4 g 4.5 7.5 Numerical simulation

3.0 3.0
7.0 7.4
1.5 1.5
6.9 7.3
10 20 30 40 10 20 30 40
0 8 16 24 32 40 0 8 16 24 32 40
x/cm x/cm
(a) v 0 =740 m/s (b) v 0 =835 m/s

图 16 弹体过载对比
Fig. 16 Comparison of projectile deceleration

其次，当靶体开孔区域不存在损伤时，混凝土强度均为未受损完整混凝土靶体强度，即 a=0、b=1 时，
[2]
模型退化为弹体侵彻预开孔混凝土靶体模型，Folsom 、Mostert [3] 均对弹体侵彻预开孔混凝土问题进行
了试验研究，通过本文模型也可对此类问题进行预测，参照文献中试验初始条件，设置计算模型输入参
数如表 6 所示。
计算结果与试验对比如图 17 所示，图中 R =r /r 为相对空腔半径，从弹体侵彻深度对比结果上可以
p
c c
看出，本模型计算结果较为可靠。
再次，当混凝土靶体内不存在开孔及损伤问题时，模型亦可退化为弹体侵彻完整混凝土靶体计算模

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