Page 116 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 严子健，等： 基于修正补偿法的花岗岩与钢筋混凝土靶在侵彻作用下的等效性 第 10 期

花岗岩靶体在弹体侵彻作用下的损伤演化过程如图 6(b) 所示。在 0～60 μs 内，弹靶接触区域形成
较小的球形损伤区域；在 60～120 μs 内，靶板正面裂纹迅速扩展，球形损伤区域停止演化，周围出现细小
径向裂纹与沿弹体侵彻方向的斜向裂纹；t=180 μs 时，裂纹继续向周围扩展，部分径向裂纹扩展至靶面，
形成锥形弹坑；t=300 μs 时，弹头与靶体接触区域形成两条裂纹，并向下延伸至靶板底面，靶板背面出现
细小裂纹；t=480 μs 时，裂纹停止扩展，损伤区域基本形成，靶板背部出现层裂剥落；t=1 200 μs 时，弹体完
全穿透靶板，靶板背部锥形弹坑形成，并出现大面积剥落，形成外弹坑。
可以发现，钢筋混凝土与花岗岩靶体在弹体侵彻作用下的损伤演化过程相近，均可分为 6 个阶段：
球形损伤、正面裂纹扩展、径向裂纹扩展、背面开裂、背面崩落、弹体穿透。在弹体侵彻过程中，花岗岩
靶体相较钢筋混凝土靶体，压实区（弹道周围红色区域）直径更小，约为钢筋混凝土靶体的 1/2，裂纹更
细、更长、扩展速度更快，靶面上裂纹面积更大，因此，花岗岩靶体在弹体侵彻作用下会产生更大的外弹
坑。弹体穿透靶板后，钢筋混凝土靶板背面弹坑形成的主要原因为弹体冲塞与少量碎块崩落。花岗岩
的弹坑形成原因较复杂：靶板背面大面积剥落形成外弹坑，冲塞与崩落形成内弹坑。
分析表 6 可以得到，弹体穿透 250 mm 钢筋混凝土靶体时的剩余速度与穿透 150 mm 花岗岩靶体近
似，对其破坏特征进行对比，如图 7 所示。可以发现，在相同速度的弹体侵彻作用下，250 mm 钢筋混凝土
靶体与 150 mm 花岗岩靶体的破坏特征相近，靶体破坏区域均可划分为 5 个区域 [30] ：前弹坑区、径向裂纹
区、沿侵彻方向的斜向裂纹区、压实区和隧道区、后弹坑区。如图 8 所示，相同弹体侵彻速度下，钢筋混
凝土靶体与花岗岩靶体的前弹坑与后弹坑直径相近；在靶体沿厚度方向，距离正表面约 33%～45% 处，
裂纹由径向裂纹转变为沿侵彻方向的斜向裂纹，钢筋混凝土与花岗岩靶体裂纹的数量、趋势和位置接
近；钢筋混凝土靶体的压实区和隧道区直径略大于花岗岩靶体。

RC
Granite
Damage
1.0
(a) v 0 =600 m/s
0.9
RC
Granite
0.8

0.7
(b) v 0 =650 m/s
RC
Granite 0.6

0.5

(c) v 0 =700 m/s
0.4
RC
Granite
0.3

0.2
(d) v 0 =750 m/s
RC 0.1
Granite
0

(e) v 0 =800 m/s

图 7 卵锥形弹体侵彻钢筋混凝土与花岗岩靶体的破坏特征
Fig. 7 Damage characteristics of ovoid conical projectiles penetrating reinforced concrete and granite targets

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