随着精确制导武器的打击精度和威力越来越高,世界各国纷纷将重要目标转入深层工事内,为有效毁伤这种深层工事目标,本文根据现有活性材料、惰性长杆和分段杆战斗部研究成果,提出了一种依次由惰性动能杆、活性动能杆组合而成的活性分段动能杆式战斗部概念,并在此基础上,采用实验研究、数值计算和理论分析相结合的方法,对其毁伤效应进行了研究。基于57mm口径一级轻气炮和50mm口径平面波透镜加载平台,采用锰铜压阻计测量手段,研究了PTFE/AL活性试件在不同平面波冲击载荷作用下的响应特性。采用Lagrangian分析方法对四个Lagrangian测量位置的压力时程曲线进行分析,得到了其冲击波阵面后的压力-比容状态,将其与理论计算得到的部分反应Hugoniot曲线进行对比,采用“逼近法”推断出该状态的反应程度,进而得到了不同压力所对应的反应程度;利用冲击诱发化学反应热化学模型得到了一定强度冲击作用下PTFE/AL活性材料在冲击波阵面后完全反应的临界压力,结合得到的完全反应冲击Hugoniot曲线,计算得到了该状态所对应的冲击波波速。在这种强冲击作用下,冲击反应在波阵面后全部完成,反映了PTFE/AL活性材料的冲击反应具有类似爆轰的特点。开展了单个动能杆对混凝土靶的侵彻毁伤效应实验研究。通过对比研究单个活性动能杆与单个惰性对比动能杆对混凝土靶的毁伤效应,得到了单个活性动能杆侵彻、爆炸耦合作用毁伤效应的一般过程与特性,同时验证了这种毁伤模式的高效性。进行了组合动能杆对预开孔混凝土靶的侵彻毁伤效应实验。综合分析了单个动能杆、“先惰性后活性”以及“先活性后惰性”三种组合动能杆对预开孔混凝土靶的侵彻毁伤效应,得到了活性分段动能杆对混凝土靶作用的一般过程,验证了其毁伤增强效应并获得了毁伤增强机制,进而揭示了毁伤机理。实验结果表明在前一发动能杆造成的靶体预损伤基础上,后一发动能杆的侵彻能力明显增强。惰性动能杆侵彻经活性动能杆预损伤后的混凝土靶,其侵彻深度最大提高了37%。以相同速度侵彻未经预损伤的预开孔混凝土靶时,单位质量活性动能杆的侵彻深度比惰性动能杆,最大高41.5%。根据PTFE/AL活性材料强冲击载荷作用下的类爆轰反应特点,本文选用Lee-Tarver模型对其冲击反应特性进行描述,结合PTFE/AL活性材料不能自持反应的特点,将Lee-Tarver模型由“点火、增长、完成”三项式形式修正为“点火、增长”两项式形式;基于AUTODYN流体动力学软件平台,建立了活性分段动能杆毁伤混凝土靶的数值计算模型。利用弹道实验数据对建立的数值模型进行校核,确定了合适的算法与材料模型参数。通过数值仿真方法,对不同材料,不同长径比的惰性动能杆进行了研究,结果表明在所研究范围内,长径比为1.5的钨合金动能杆能够得到较深的侵彻深度与一定的扩孔孔径,是活性分段动能杆中惰性动能杆的较优选择;对比研究了相同质量和速度的活性分段动能杆、惰性分段杆与惰性长杆对混凝土靶的毁伤效应,通过分析相应侵彻深度、预损伤深度、侵彻效率等毁伤特性,得到了活性分段动能杆的毁伤增强机制;研究了活性分段动能杆中活性动能杆质量分数对毁伤效果的影响,得到了随着活性动能杆质量分数的提高,活性分段动能杆侵彻深度先增大后减小,同时活性动能杆质量分数存在最优值,在所研究范围内0.1是一个较优值;研究了活性动能杆结构对活性分段动能杆毁伤威力的影响,相对于无壳与铝壳体,采用一定厚度的钢壳活性动能杆更有利于活性分段动能杆对混凝土靶的侵彻毁伤,活性动能杆的长径比对活性分段动能杆的毁伤威力有较大影响。