钨丝增强铜锌复合材料拥有优异的力学性能和显著的自锐化特性,具有成为新型穿甲弹弹芯材料的潜力。目前,通过收集侵彻结束后残余弹体组织可以分析钨丝增强铜锌复合材料的自锐化特征,但对材料自锐化机理的研究还不够深入,这就需要对材料在侵彻过程中的变形行为进行进一步研究。基于上述问题,本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件开展钨丝增强铜锌复合材料在侵彻过程中的变形行为研究。采用数值模拟的方法研究材料在侵彻过程中的变形行为,与传统弹芯材料钨镍铁合金进行对比,分析材料自锐化机理,并分别研究了弹体初速度、靶板材料和靶板层数对材料侵彻性能及变形行为的影响规律,为后续钨丝增强复合材料的设计与研发奠定理论基础。本文通过使用Johnson-Cook模型和Gruneisen状态方程可以反映出钨丝增强铜锌复合材料力学性能,以此进行的有限元模拟可以真实的反映弹体侵彻靶板时的变形过程,数值模拟结果表明该弹芯材料具有明显自锐化现象,与实验结果相符。钨丝增强铜锌复合材料在侵彻过程中的应力分布与钨镍铁合金明显不同,其应力分布不均匀,主要集中在轴向的钨丝上,应力值达到2.5GPa,铜锌合金承受的应力不足0.47GPa,当与靶板接触位置的钨丝弯曲后,弯曲后钨丝承受的应力降低为1.2GPa左右。钨丝增强铜锌复合材料在侵彻过程自锐化机理为:与靶板接触位置的钨丝发生弯曲,弯曲后钨丝的受力方向与轴向呈一定角度,由于轴向强度高,使得材料整体保持一定的力学性能,弯曲后的钨丝与侵彻方向呈45°,强度和塑性显著降低,从而产生剪切破坏,使材料变形区域发生破坏脱落,表现出自锐化特征。本文进行了钨丝增强铜锌复合材料不同弹体初速度、靶板层数和靶板材料的数值模拟,得出其对于侵彻性能有显著的影响。随着初速度提高、靶板分层数的减少和靶板材料强度的降低,弹芯材料表现出的自锐化特性越显著,侵彻性能越好。