Page 126 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 姚 羿，等： 梯度陶瓷球复合装甲的抗弹性能 第 7 期

Position 1

V A1 =6 615.5 mm 3 V B1 =7 514.1 mm 3 V C1 =7 903.9 mm 3

Position 2

V A2 =6 909.6 mm 3 V B2 =7 934.5 mm 3 V C2 =8 549.5 mm 3

Position 3

V A3 =6 574.5 mm 3 V B3 =7 408.5 mm 3 V C3 =8 070.5 mm 3
(a) d=5.8 mm (b) d=8.0 mm (c) d=9.8 mm
图 9 不同尺寸的陶瓷球复合靶板着弹点的损伤结果
Fig. 9 Damage patterns at different impact points on target plates with different-diameter ceramic balls

3.2 梯度陶瓷球结构对抗弹侵彻性能的影响
3.2.1 着弹间距对正梯度陶瓷球复合靶板抗多次弹体侵彻性能的影响
陶瓷球复合靶板抗多次打击的防护性能与着弹点的位置有密切关系。通过开展双发弹打击梯度靶
板的数值模拟，分析不同着弹间距对正梯度陶瓷球复合靶板侵彻过程的影响。以靶板的中心点为对称
点，沿对角线方向向两端延伸，2 发弹的间距定义为 L，分别为 10、15 和 20 mm，如图 7(a) 所示。弹速由
前述试验测得，前发低速（512 m/s）弹体产生预损伤，后发高速（854 m/s）弹体会因为前置损伤受到影响，
导致侵彻过程发生改变。
图 10 展示了 2 发子弹打击正梯度陶瓷球复合靶板下，L=10, 15, 20, 80 mm 时，靶板第 1 层陶瓷球受
到侵彻后的损伤分布，当 L = 10, 15 mm 时，双发弹体侵彻形成的损伤区域半径均为 6.0 mm，侵深分别为
6.0 和 5.1 mm，前发弹体侵彻所形成的损伤区域与后发弹体的损伤区域出现重合，这也导致了其侵深出
现差别。当 L=20, 80 mm 时，双发弹体侵彻形成的损伤区域半径分别为 6.0 和 6.5 mm，由于后发弹体对
陶瓷未损伤或损伤较小区域进行打击，且弹速较高，后发弹体的损伤区域明显增大。这说明当 2 发弹距
较大时，前发弹的损伤区域不会再对后发弹的侵彻过程产生影响，这也体现了陶瓷球复合靶板具有抗多
发弹体侵彻能力的特点。
前发弹体侵彻靶板后会造成陶瓷球复合靶板内部出现损伤区，当后发弹体落入前置损伤区内时，将削
弱复合靶板的防弹性能，导致后发弹体的侵彻轨迹和动能发生改变，如图 11 所示。当 L=10 mm 时，后发
弹体落入到前置损伤区内，复合靶板对弹体动能的吸收能力显著下降，无法有效抵抗子弹的冲击；而在

L=15 mm 工况下，靶板对弹体动能吸收能力下降并不明显。但由于 2 种工况下着弹点均位于陶瓷球复合
靶板的损伤区域，损伤引起靶板内部力学性能不均衡，加剧了弹体受力的不对称性，导致子弹在侵彻过
程中发生偏转，分别沿入射方向产生 21.7°和 6.2°的偏转，如图 12 所示。当 L=20, 80 mm 时，2 发弹体的
损 伤 区 域 未 出 现 重 叠 ， 两 者 相 互 影 响 较 小 ， 陶 瓷 球 复 合 靶 板 对 子 弹 动 能 的 耗 散 基 本 相 同 。 其 中

L=15 mm 时，后发弹体的侵彻深度为 5.1 mm，相较于 L=20, 80 mm 工况（侵彻深度为 6.0 mm）降低了 15%。

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