Page 6 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 杨笑宇，等： 超高强球面结构抗冲击试验研究 第 6 期

弹体尾部和靠近头部位置设置 2 个环形弹托，弹托外径均为 125 mm，组装后弹丸的总长度为 664 mm，质
量为 14.77 kg，试验所用弹体如图 1(b) 所示。

表 1 弹体材料（35CrMnSiA）的力学参数
Table 1 Mechanical parameters of projectile material 35CrMnSiA
−3
1/2
密度/(kg·m ) 洛氏硬度 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 断面收缩率/% 屈服强度/MPa 断裂韧性/(MPa∙m ) 冲击功/J
7 850 HRC45 1 630 11 45 1 290 102 72
7 mm

100 mm 125 mm

161 mm 469 mm
664 mm
(a) Schematic diagram of projectile (b) Projectile for penetration test
图 1 弹体
Fig. 1 Projectile

1.2 靶体设计
考虑到弹体侵彻的成孔效应以及靶体的边界效应，表面加固超高强球面结构靶体与传统混凝土靶
体在厚度方向的尺寸不同。表面加固靶体通过在厚度 10 mm、内径 2 000 mm、高度 1 000 mm 的钢箍内
浇铸混凝土制得，测得混凝土的抗压强度为 40 MPa。超高强球面结构通过钻孔、螺栓锚固、焊接等操作
将其安装于靶体表面，组成表面超高强加固结构靶体，如图 2(a) 所示。此外，对比试验中所采用的传统
混凝土靶体由在内径 2 000 mm、壁厚 10 mm、高度 3 000 mm 的钢箍内浇铸混凝土制成，测得混凝土的抗
压强度为 40 MPa，如图 2(b) 所示。

(a) Target with UHS-SS (b) Normal target

图 2 试验靶体
Fig. 2 Targets for penetration tests

1.3 超高强球面结构设计
采用 30CrMnSiNi2A 合金钢制作超高强球面结构，结构材料的洛氏硬度为 HRC45，材料力学参数可
由准静态单轴拉伸和动力学试验测试得到，力学参数如表 2 [27] 所示。超高强球面结构交错布置，采用尺
寸为 400 mm×400 mm 的正四边形板，露出球冠的半径为 100 mm，底板厚度为 30 mm，球心间纵横距离
为 200 mm，球冠最高点至正四边形板底面距离为 80 mm。超高强球面结构通过螺杆进行靶体表面加固，
并采用焊接方式加强相邻结构间的连结作用，提高结构整体性，如图 3 所示。

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