弹丸对混凝土靶体的侵彻和贯穿是一个广泛关注的问题,对武器设计和工程防护有着重要的意义。混凝土的侵彻与贯穿涉及众多学科,其力学行为极其复杂。本文通过利用经验公式法、理论分析法、数值模拟法对混凝土的侵彻与贯穿问题进行了较系统的研究,取得了一些有潜在应用价值的研究成果。主要内容包括以下几个方面：将Wen半经验公式推广应用到不同形状的弹头弹丸(如锥形弹、平头弹、卵形弹、球头弹、截锥形弹和截卵形弹等)对混凝土材料的侵彻与贯穿。在总结分析大量混凝土侵彻与贯穿实验数据的基础上,提出了计算混凝土材料剪切强度的经验公式。结果表明,此公式的适用范围相当广泛,可以预测各种形状弹头的刚性弹丸正撞击混凝土靶体时的侵彻深度、弹道极限和残余速度。研究了卵形弹侵彻混凝土靶体时磨蚀效应及其对侵彻过程的影响。基于实验结果的分析和靶体响应力函数理论,对现有的卵形弹磨蚀模型进行了修正,并编制了相应的简单差分方程。此方法简单明了,易于实现,并且可用于计算弹体速度、侵彻深度、弹体加速度、质量损失的时程函数以及弹头形状等我们关心的物理量。通过与实验结果的对比,发现模型计算所得侵彻深度及磨蚀后的弹头形状与实验数据吻合得比较好。同时,通过参量分析,发现靶体材料的骨料硬度对磨蚀结果有较大的影响。将非线性的Hoek-Brown强度准则应用于描述混凝土材料,推导了球形和柱形空穴膨胀下弹性-塑性响应和弹性-开裂-塑性响应的理论公式,并建立了相应的侵彻模型。理论预测与实验结果吻合得比较好。将Hoek-Brown强度准则引入ABAQUS/Explicit动态显式有限元软件,编制了描述该本构的用户子程序,对混凝土材料的球形空穴膨胀及柱形空穴膨胀进行了模拟,并与前面的理论推导的结果进行了比较；同时,将该子程序应用于侵彻问题,对卵形弹垂直侵彻半无限混凝土靶的情况进行了计算,并与实验结果进行了比较。计算结果表明,Hoek-Brown强度准则在一定程度上可以较好的反映空穴膨胀和侵彻过程中的混凝土的力学行为。