活性材料技术概念的提出与发展,为实现打击机场跑道目标提供了新的技术途径。将活性材料制备成聚能破甲战斗部药型罩,所形成活性聚能侵彻体不仅具有良好的侵彻能力,而且当其侵入目标一定深度后还能被激活而发生爆炸/爆燃反应,释放出大量的化学能,从而在动能侵彻和内部爆炸作用双重毁伤机理的联合作用下,对目标造成更致命的局部解体毁伤,实现常规弹药战斗部威力大幅度提升。本博士学位论文采用数值模拟、实验研究和理论分析相结合的方法,对活性聚能侵彻体作用混凝土结构靶毁伤增强效应及机理问题进行了研究。研究成果对促进活性材料在反跑道弹药领域的应用、提高聚能破甲战斗部毁伤能力,具有重要的指导和参考意义。论文主要研究工作及创新成果有:1.设计了活性聚能侵彻体能量释放实验测试系统,分析了活性药聚能侵彻体破甲后效超压的影响因素,建立了活性聚能侵彻体能量释放理论分析模型,给出了内爆超压与能量释放之间的关系。2.采用AUTODYN-2D数值模拟的方法,对活性药型罩形成聚能侵彻体的成形行为进行了研究,得到了活性药型罩结构参数与活性材料特性对活性聚能侵彻体成形行为的影响规律;开展活性聚能侵彻体成形X光实验,验证了聚能侵彻体的成形行为。3.基于机场跑道几何与结构特性的分析,建立了机场跑道结构等效模型;采用数值模拟的方法,研究了药型罩结构参数与着靶条件对侵彻行为的影响,得到了药型罩锥角、壁厚和炸高对侵彻深度与侵彻时间的影响规律。4.开展了活性聚能侵彻体作用混凝土靶侵爆联合毁伤效应实验研究,基于岩土介质内爆破模型,引入裂纹扩展理论,建立了活性聚能侵彻体作用混凝土靶产生裂纹及隆起效应理论模型,给出了裂纹、隆起与活性药型罩质量、爆破深度之间的关系,从而揭示了裂纹及隆起效应形成机理,对活性药型罩的设计具有重要的指导与参考意义。5.基于AUTODYN-2D数值模拟平台,采用RHT材料模型,研究了混凝土介质在内爆载荷作用下的失效机理。结果表明,混凝土介质在内爆载荷作用下各区域的失效机理不同,压碎区属剪切失效,裂隙区由拉伸失效引起,拉伸破坏区是剪切失效与拉伸失效共同作用的结果。6.基于实验结果与数值模拟,理论分析了活性聚能侵彻体作用混凝土结构靶爆破性能参量;基于活性药型罩聚能战斗部毁伤威力作战需求分析,提出了最优爆破深度区间理论模型,为活性聚能战斗部毁伤威力的优化指明了方向。