第1章 绪论 1
1.1 精确制导武器侵彻效应与工程防护研究在现代战争中的地位 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 精确制导武器的地位和作用 2
1.1.3 精确制导武器对作战的影响 4
1.1.4 制导技术 6
1.1.5 精确制导武器的分类 7
1.1.6 精确制导武器侵彻效应与工程防护研究的意义 8
1.2 精确制导武器侵彻效应与工程防护研究的基本问题 10
1.3 侵彻破坏效应的研究现状 10
1.3.1 试验研究 12
1.3.2 理论分析 13
1.3.3 数值模拟 13
1.4 工程防护措施的研究现状 14
1.4.1 国外研究现状 14
1.4.2 国内研究现状 17
1.5 小结 18
参考文献 19
第2章 精确制导武器对防护工程的威胁分析 20
2.1 概述 20
2.2 精确制导武器的发展现状 20
2.2.1 航空炸弹 20
2.2.2 制导炸弹 22
2.2.3 对地战术导弹 35
2.2.4 钻地弹 49
2.3 威胁防护工程主要常规武器的发展趋势 54
2.3.1 制导炸弹 54
2.3.2 战术导弹 55
2.4 威胁防护工程的几种典型常规战斗部 59
2.5 典型常规战斗部战术技术指标的确定 61
2.5.1 技术指标 61
2.5.2 战术指标 64
2.6 小结 67
参考文献 67
第3章 精确制导武器侵彻效应理论分析方法 69
3.1 概述 69
3.2 空腔膨胀理论 70
3.2.1 圆柱形空腔膨胀理论 71
3.2.2 球形空腔膨胀理论 76
3.2.3 空腔膨胀理论计算结果与实测数据对比分析 88
3.3 土盘浮动锁应变模型 89
3.3.1 基本假定和基本方程 89
3.3.2 土盘径向压力和弹的轴向阻力 91
3.3.3 计算步骤和流程图 95
3.3.4 计算值与试验结果的比较 96
3.4 高速侵彻半无限厚靶的理论模型 99
3.4.1 A-T模型 100
3.4.2 S-W-Z-S模型 102
3.4.3 R-M-M模型 104
3.4.4 A-W模型 104
3.4.5 Z-H模型 105
3.4.6 L-W模型 106
3.4.7 高速侵彻一维简化工程分析模型 107
3.4.8 七个弹体侵彻模型的比较 117
3.5 斜侵彻理论 118
3.5.1 弹体的运动方程 118
3.5.2 弹体斜侵彻岩体和混凝土 120
3.5.3 弹体斜侵彻土壤 121
3.6 侵彻弹体质量侵蚀模型 125
3.6.1 弹体质量侵蚀影响因素 125
3.6.2 弹体质量侵蚀与弹头形状变化 129
3.6.3 弹体头部的相对质量侵蚀率 131
3.7 弹体侵彻多层介质的运动规律 134
3.7.1 算法基础及理论推导 134
3.7.2 模型可靠性分析 138
3.8 小结 139
参考文献 141
第4章 精确制导武器侵彻效应经验分析方法 145
4.1 概述 145
4.2 土体中弹体侵彻深度的计算公式 145
4.3 混凝土中弹体侵彻深度的计算公式 150
4.4 岩体中弹体侵彻深度的计算公式 164
4.5 层状介质中弹体侵彻深度计算方法 169
4.5.1 层状土和岩体的计算方法 169
4.5.2 混凝土结构的分层计算 170
4.6 小结 171
参考文献 179
第5章 精确制导武器侵彻效应近似分析方法 182
5.1 概述 182
5.2 模型相似分析的基本概念 182
5.2.1 相似正定理 182
5.2.2 相似逆定理 183
5.2.3 Ⅱ定理 184
5.2.4 相似三定理的实际意义 184
5.3 弹体侵彻混凝土相似准则与模型试验 184
5.4 弹体侵彻混凝土深度近似公式 191
5.4.1 拟合公式所依赖的基本数据 191
5.4.2 近似公式 194
5.5 弹体侵彻混凝土过载特性近似分析方法 197
5.5.1 量纲分析 197
5.5.2 试验数据 199
5.5.3 过载特性计算公式 201
5.6 弹体侵彻混凝土极限速度和极限深度的近似分析方法 206
5.6.1 试验方法及结果 206
5.6.2 极限速度和极限深度计算公式 208
5.7 小结 211
参考文献 212
第6章 精确制导武器侵彻效应数值分析方法 214
6.1 概述 214
6.2 数值计算的理论基础 214
6.2.1 控制方程 214
6.2.2 空间有限元离散化 216
6.2.3 沙漏模式控制 218
6.2.4 高速碰撞中接触-碰撞界面的算法 222
6.2.5 应力波与人工体积黏性 223
6.2.6 时间积分和时间步长控制 223
6.3 材料在冲击载荷下的力学行为 225
6.3.1 冲击现象 225
6.3.2 冲击现象的影响因素 225
6.3.3 冲击对介质的作用 228
6.3.4 介质的响应特征 230
6.3.5 材料模型的选用原则 232
6.3.6 侵彻问题的应变率范围 233
6.3.7 冲击高压作用下材料的响应 234
6.4 冲击作用下材料的本构模型 234
6.4.1 金属材料 234
6.4.2 混凝土类材料 237
6.4.3 岩石与土壤材料 243
6.5 脆性材料损伤及损伤演化方程 248
6.5.1 微裂纹型损伤演化的理论模型 249
6.5.2 动态压缩下混凝土材料的损伤演化规律 251
6.5.3 混凝土材料的损伤本构模型 254
6.6 常用的材料模型及状态方程 257
6.6.1 弹壳 257
6.6.2 装药 260
6.6.3 混凝土类材料 262
6.7 侵彻深度数值计算影响因素 265
6.7.1 靶体尺寸及边界约束条件的影响 266
6.7.2 弹体装药处理方法的影响 270
6.7.3 单元尺寸的影响 271
6.7.4 二维与三维计算模型的影响 275
6.8 典型常规战斗部对素混凝土靶体侵彻深度的数值模拟 275
6.8.1 垂直侵彻条件下的数值计算 275
6.8.2 斜侵彻条件下的数值计算 286
6.9 小结 290
参考文献 291
第7章 精确制导武器动能侵彻弹的力学设计 297
7.1 概述 297
7.2 理论模型 298
7.2.1 动态空腔膨胀理论模型 298
7.2.2 无量纲控制参数 299
7.2.3 尺度律 300
7.3 弹体结构的相关力学分析 301
7.3.1 动能侵彻弹体的力学设计 302
7.3.2 混凝土靶设计 311
7.4 实例分析及缩比试验 313
7.4.1 实例分析 313
7.4.2 缩比试验 315
7.5 小结 325
参考文献 326
第8章 典型常规战斗部对常见工程防护材料的侵彻破坏效应 328
8.1 概述 328
8.2 典型常规战斗部对土壤的侵彻破坏效应 328
8.2.1 经验公式计算值与试验结果的对比分析 329
8.2.2 典型常规战斗部对土壤侵彻深度的计算公式 335
8.3 典型常规战斗部对混凝土的侵彻破坏效应 336
8.3.1 典型破坏现象及分析 336
8.3.2 现有试验研究成果 339
8.3.3 经验公式的适用范围 347
8.4 典型常规战斗部对岩体的侵彻破坏效应 348
8.4.1 弹体在岩体中侵彻深度的计算公式 348
8.4.2 对Bernard公式的评述 351
8.4.3 经验公式计算值与试验值的对比 361
8.4.4 典型常规战斗部对岩体的侵彻深度 366
8.5 典型常规战斗部侵彻破坏效应实用计算方法 368
8.5.1 典型常规战斗部战术技术指标 369
8.5.2 侵彻深度的实用计算方法 369
8.5.3 典型常规战斗部对遮弹层侵彻不贯穿厚度计算 380
8.6 小结 382
参考文献 382
第9章 钢纤维混凝土及金属块石复合材料抗侵彻特性分析 385
9.1 概述 385
9.2 混凝土抗冲击性能试验方法 385
9.3 钢纤维混凝土基本物理力学性能试验研究 387
9.3.1 钢纤维掺量对材料强度的影响 387
9.3.2 钢纤维掺量对材料抗冲击韧性的影响 388
9.3.3 混凝土基体强度对高含量钢纤维混凝土强度的影响 391
9.3.4 混凝土基体强度对高含量钢纤维混凝土抗冲击韧性的影响 392
9.4 钢纤维混凝土物理力学性能增强机理分析 393
9.5 钢纤维混凝土抗冲击韧性对侵彻效应的影响 395
9.6 钢纤维混凝土抗侵彻性能试验研究 398
9.6.1 试验环境描述 398
9.6.2 试验结果及分析 398
9.7 弹体侵彻钢纤维混凝土深度预估公式 401
9.8 金属块石复合材料抗侵彻性能试验研究 402
9.8.1 试验内容 402
9.8.2 试验结果及分析 404
9.9 小结 408
参考文献 409
第10章 钢筋混凝土抗侵彻特性分析 410
10.1 概述 410
10.2 弹体侵彻钢筋混凝土试验 410
10.2.1 试验方案 410
10.2.2 试验结果 413
10.3 弹体侵彻混凝土和钢筋混凝土的对比分析 419
10.3.1 弹体侵彻深度与靶板的局部破坏特征 419
10.3.2 侵彻过程中弹体的运动特性 420
10.4 弹体侵彻钢筋混凝土分层工程解析模型 422
10.4.1 卵形弹体侵彻钢筋混凝土介质的球形空腔膨胀模型 422
10.4.2 钢筋混凝土分层计算分析方法 424
10.4.3 结果分析 425
10.5 弹体与钢筋直接作用的工程解析模型 427
10.5.1 弹体与钢筋的相互作用 428
10.5.2 不同钢筋分布情况下弹体与钢筋的作用分析 430
10.5.3 计算结果及分析 433
10.6 小结 447
参考文献 448
第11章 偏航机理研究 450
11.1 概述 450
11.2 弹体撞击异形体所引起的攻角效应 451
11.3 弹体偏航角与攻角对侵彻的影响 453
11.4 弹体初始偏转角与攻角对侵彻影响的数值分析 456
11.5 单发斜入射的跳弹 462
11.6 小结 463
参考文献 463
第12章 复合遮弹结构抗侵彻效应分析 464
12.1 概述 464
12.2 块石混凝土抗侵彻试验研究 464
12.2.1 块石粒径对侵彻的影响 465
12.2.2 块石强度对侵彻的影响 467
12.2.3 块石混凝土中块石体积含量对侵彻的影响 469
12.2.4 块石混凝土与普通混凝土抗侵彻性能比较 471
12.2.5 块石遮弹层抗弹体侵彻性能数值模拟分析 472
12.3 钢球混凝土抗侵彻试验研究 477
12.3.1 试验概况 477
12.3.2 试验结果及分析 479
12.4 钢管栅混凝土抗侵彻试验研究 484
12.4.1 试验概况 484
12.4.2 试验结果及分析 486
12.5 表面异形偏航板混凝土抗侵彻性能分析 489
12.5.1 表面异形偏航板复合遮弹层抗侵彻性能试验研究 490
12.5.2 表面异形偏航板复合遮弹层抗侵彻性能数值模拟 491
12.6 钢板混凝土复合遮弹层抗侵彻性能数值模拟 494
12.7 典型复合遮弹层抗动能侵彻弹实用设计计算方法 498
12.7.1 典型复合遮弹层抗侵彻性能综合比较 499
12.7.2 典型复合遮弹层抗动能侵彻弹实用设计计算方法 501
12.8 小结 502
参考文献 504