随着深层工事目标越埋越深,更多的深层目标采用岩石等自然防护层,其抗打击能力越来越强,这对深侵彻战斗部毁伤能力的要求也越来越高。开展弹体高速侵彻岩石的作用过程研究对深侵彻战斗部的设计具有十分重要的参考价值。本文围绕撞击速度为1000～3000m/s下弹体垂直侵彻岩石靶体的作用过程,采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法分析了弹体对典型岩石靶体的侵彻作用过程,并对侵彻过程中靶体阻力以及高速侵彻状态转变速度的影响因素进行了研究,具体内容包括:(1)弹体高速侵彻典型岩石靶试验研究基于30mm弹道炮试验平台开展了卵形弹体高速侵彻典型岩石类靶体的试验研究,分析了大范围着速下弹体侵彻花岗岩的侵彻深度以及冲击开坑状态随冲击速度的变化规律,对比分析了不同岩石靶体在高速冲击下的喷溅形态变化以及开坑情况,为高速弹体侵彻岩石靶体的数值仿真以及理论模型计算提供参考。(2)岩石靶体抗侵彻阻力模型研究对金属与典型岩石材料中的动态空腔过程进行了对比分析,分析认为:相对于金属材料的空腔膨胀过程,岩石材料中的空腔膨胀理论其使用的强度准则更为复杂因而难以直接应用到高速侵彻模型中。采用理论分析结合数值模拟的方法求解了岩石靶体在高速侵彻下的靶体阻力,为建立弹体高速侵彻岩石类靶体的动力学模型提供了参考。(3)大范围着速弹体对岩石靶体侵彻动力学模型研究基于空腔膨胀理论建立刚性弹体侵彻岩石靶体的侵彻深度模型;对弹体高速侵彻岩石靶体时的靶体阻力进行分析,确定了空腔范围随侵彻速度的变化关系,并在此基础上建立了弹体高速侵彻时靶体阻力与侵彻速度之间的函数关系;基于侵彻金属靶体材料的侵彻转变速度算法,建立弹体侵彻岩石类靶体材料的侵彻转变速度模型。将刚性体与变形体侵彻模型组合建立了一个描述弹体高速侵彻岩石类靶体的组合分析理论模型。(4)大范围着速侵彻转变速度影响因素研究基于有限元软件AUTODYN-2D,对大范围着速下的长杆弹侵彻问题进行了数值仿真研究,建立了弹体侵彻半无限靶数值模型。对弹体侵彻岩石材料问题进行了数值仿真。并采用该模型研究了弹体材料硬度,弹体头部形状,弹体靶体材料对侵彻状态转变速度的影响规律。