Page 127 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 梁俊宣，等： 入射角与攻角对弹体侵彻混凝土薄靶偏转特性的影响 第 10 期

F y2 ）如图 所示，通过矢量合成求得各部分总径向阻力。结合弹体各
垂直于弹轴方向的阻力分量（ F y1 和 5
分段受力与整体过载特性系统分析弹体在侵彻过程中的偏转原因。

S6 S5 S4 S3 S2 S1 F y '(a y ') F y2 (a y2 )
F z '(a z ') β Projectile axis
F y1 (a y1 ) β F z2 (a z2 )
y F z1 (a z1 )
Projectile body Projectile head z β Horizontal line
图 4 弹体分段图 图 5 弹体受力图
Fig. 4 Diagram of projectile segments Fig. 5 Force diagram of the projectile

2.1 入射角对弹体偏转特性的影响
弹体以 30°入射角侵彻混凝土薄靶受力情况如图 6 所示。可以看出侵彻初期弹头受力向上，随着侵
彻的进行弹头部受力方向发生改变，同时弹身开始受力，但其径向力峰值仅为弹头的 1/3 左右，且作用时
间较短，说明弹体仅以入射角侵彻混凝土薄靶时弹头受力方向反转是导致弹体偏转的主要原因。

40

S1 0.05 ms 0.21 ms
40 S2 0.08 ms 0.25 ms
S3 0.14 ms 0.30 ms
S4 20 0.17 ms 0.35 ms
20 S5
S6
F y /kN 0 F y /kN 0

−20 −20

−40 −40
0 0.1 0.2 0.3 0.4 180.0 147.5 115.0 82.5 50.0 25.0 0
t/ms L/mm
(a) Radial force of projectile segments (b) Radial force of the projectile at typical moment
图 6 φ=30°时弹体受力
Fig. 6 Force on the projectile at φ=30°

如图 6 与图 7 所示，将侵彻过程分为 5 个阶段：在阶段Ⅰ（弹头下侧侵入阶段），由于入射角的存在，
弹头下侧首先侵彻，上侧混凝土在拉伸波与压缩波相互作用下发生非对称破坏，使得靠近自由面的弹
靶实际接触面积小于另一侧，弹头法向应力分布不均，弹体径向过载正向增大并在弹头下侧完全侵入
靶体时达到最大值，径向速度随之增大；此时弹头所受合力指向质心上方，在质心处产生逆时针方向
偏转力矩，使得弹体角速度和姿态角持续增大；进入阶段Ⅱ（弹头完全侵入阶段），弹头上侧与靶体接
触面积增大，同时拉伸波与压缩波相互作用导致下侧混凝土强度退化 [32] ，弹头受力的非对称性减弱，
径向过载逐渐减小为零，径向速度增长趋缓，弹体角速度与姿态角继续正向增大；在阶段Ⅲ（弹头靶内
运动阶段），弹头下侧混凝土首先被完全破坏，弹头法向应力重新分布，径向过载转为负向增长并在质
心处产生的顺时针方向偏转力矩，弹体径向速度与角速度逐渐减小，姿态角增长趋缓；在阶段Ⅳ（弹头
出靶阶段），随着弹头逐渐贯穿靶体，弹靶接触面积减小使得非对称力作用减弱，径向过载逐渐降低为
零，径向速度减小趋缓，角速度减小为零，姿态角逐渐达到最大值；进入阶段Ⅴ（弹尾出靶阶段），弹体带有
的顺时针方向角速度导致尾部对下侧靶体形成挤压，弹体径向过载再次正向增长并在质心处产生顺时
针方向偏转力矩，弹体径向速度与角速度再次增大，姿态角逐渐减小。在后续侵彻过程中弹靶之间的相
互作用逐渐消失，弹体径向速度与角速度逐渐稳定，弹体出靶后在向上运动的同时姿态角减小至零后反
向增大。

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