Page 81 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 丁肇银，等： 非金属内肋增强粉末式破门弹的侵彻效应与附带损伤特性 第 8 期

沿松木板纵向纤维方向开裂的裂纹。S-2-Fe 弹丸以 1 002.4 J 的初始动能击穿钢靶后也击中了松木板，但
未对松木板造成明显损伤。
3.2 数值仿真验证

根据试验条件，仿真了弹丸以不同初始动能侵彻钢靶的过程。不同类型弹丸以临界动能 E 50 =
E （
50
mv /2 ）侵彻 2 mm 厚钢靶后，靶板的损伤状况如图 7 所示。仿真和试验获得的不同类型弹丸的临界动
2
50
能对比如图 8 所示，图中，红色和蓝色的点分别代表试验中的穿透和未穿透结果。由图 8 可知，试验与仿
真结果具有较好的一致性。在圆筒内肋结构一致的前提下，填充钨粉的试验弹临界动能小于填充铁粉
的试验弹。当内腔填充的粉末材料一样时，随着内肋结构阶数的增加，试验弹的临界动能逐渐降低。

S-1-Fe E k =1 302.9 J S-1-W E k =1 083.5 J S-2-W E k =881.1 J

S-2-Fe E k=973.0 J S-3-Fe E k =789.3 J S-4-Fe E k=625.3 J

图 7 临界动能条件下弹丸对靶板的损伤状况
Fig. 7 Damage condition of a target plate penetrated by a projectile under critical kinetic energy conditions

Ballistic limiting kinetic energy (simulation)

Perforated (test) Unperforated (test)
2 000
1 800
1 600
Projectile kinetic energy/J 1 200
1 400

1 000
800
600
400
200
0
S-1-W S-2-W S-1-Fe S-2-Fe S-3-Fe S-4-Fe
图 8 弹丸的初始动能与临界动能
Fig. 8 Initial kinetic energy and ballistic limit kinetic energy of projectile

在钢靶损伤区域方面，仿真同样获得了与试验接近的结果。如图 9(a) 所示，仿真中，S-1-Fe（6#）以
1 179.8 J 的初始动能撞击薄钢靶，弹体加载动能低于弹道极限动能，靶板由于塑性变形而产生位移，中心
处受冲击产生凹陷变形，最终在靶板上形成一个直径略大于弹体直径的圆形弹坑，与试验时弹丸冲击靶

083301-8