弹药的最终目的是实现对袭击目标的高效毁伤,破片杀伤是非常重要的一种毁伤方式,其中破片群的动能是评估毁伤效能的主要参数,在武器的研制和生产过程中都需要测试。目前,国内外关于破片动能的测量主要是针对破片群速度测量的研究,现有的众多破片测量方法中,还未出现既能测速又能测量质量的有效方法。因此,迫切需要研究针对破片质量的测量理论与方法,实现破片动能的测量,提升我国在该领域的武器测试水平,从而促进高效毁伤弹药的研制效率。论文首先提出了破片动能的总体测量方案,该方法采用光幕靶测试飞过光幕的破片的速度,通过破片穿过光幕输出的波形提取体积信息,得到破片的穿靶质量,进而得到破片的动能。针对旋转对称形状的破片提出了一维光幕测量方法,对于非旋转对称形状的破片提出了二维光幕测量方法。论文建立了一维光幕输出波形与三种典型形状的旋转对称破片体积关系的数学模型,并在Matlab平台上进行了仿真研究。其次,论文还建立了二维光幕输出波形与两种典型非旋转对称形状的破片体积关系的数学模型,并对所提出的数学模型在Matlab平台上进行了仿真分析。由于论文是在平行光幕的基础上对破片动能进行研究,考虑到非平行光幕对测量结果会引入误差,论文对非平行光幕引入的误差进行了理论及仿真分析。进而,对破片斜入射光幕进行了理论分析,并推导了破片斜入射光幕时的体积计算公式。论文还研究了一种光幕测量飞行物体体积的标定方法。最后,根据所提的理论模型,在实验室采用钢珠和气枪弹进行了实弹射击试验,并对试验结果进行了误差分析,计算机仿真结果与实验室实弹射击试验结果表明,所提方法可以测量旋转对称破片和一些规则非旋转对称破片的动能,试验测量体积相对误差小于1.5%,满足靶场试验测试要求。