半无限厚混凝土靶侵彻损伤的实验与仿真*

郭锦炎，阮文俊，张丁山，王 浩

(南京理工大学能源与动力工程学院，南京 210094)

0 引言

在研究某钻地弹时，需要了解在此种弹形和着靶条件下混凝土被侵彻时隧道区受影响的区域大小及其受损伤的具体情况，根据已往的研究经验，选择实验研究与数值模拟相结合的研究方法。某钻地弹的攻击目标主要为半无限靶体，弹丸真实尺寸太大，为了研究的方便，文中进行缩比实验研究，然后利用有限元软件进行仿真研究，从而可以扩展到原型弹，满足工程研究的要求。

1 实验设计

参考王浩等人[1]研究经验，综合各方面因素后，动能弹的直径选为30mm，弹丸侵彻主体段以某钻地弹进行缩比，弹丸头部长 36mm，侵彻部分总长147mm，质量为0.57kg，弹丸着靶速度控制在600m/s附近，实验采用57mm滑膛火炮作为发射平台，混凝土靶体选择C30标号，侵彻后动能弹留在靶体内。

本实验中制作了彩色分层混凝土靶体，层和层过渡时不存在明显的强度差异，不同层混凝土颜色是不一样的，由此来标记混凝土靶体各个部位在弹丸侵彻前的位置。动能弹侵彻后，将混凝土靶体沿侵彻通道轴向切割开，依据切割面的状况分析隧道区受影响混凝土的区域大小及其受损伤的情况。

1.1 弹丸设计

根据量纲分析法和侵彻弹丸侵彻性能与模拟实验相似律的要求，参考陈小伟等人[2]给出的缩比实验建议，设计了动能弹的结构。本实验中动能弹的材料选择35CrMnSiA，弹丸实物如图1所示。

图1 弹丸的实物照片

在用于侵彻实验前还对弹丸进行了弹道实验，其各项弹道性能能够满足本次侵彻实验的要求。……