B₄C陶瓷具有优越的物理力学性能,如密度低、强度高、透X光等,被广泛地应用于各种装甲结构。TiB₂-B₄C复合材料作为一种新型陶瓷,提升了单质B₄C陶瓷的断裂韧性、弹性模量、显微硬度等,已经成为当今研究的热点话题。尽管TiB₂-B₄C复合材料的烧结工艺、微观结构等已经取得了许多成果,但衡量材料工程应用的系统、全面的力学性能仍需要开展深入的研究。本文通过实验、理论和数值仿真相结合的方式对TiB₂-B₄C复合材料的动态力学性能,以及含粘结层的陶瓷/金属复合装甲抗侵彻性能进行了研究。首先,获得了TiB₂-B₄C复合材料的物相成分和微观结构,发现小颗粒的TiB₂均匀分布于长大的B₄C相内,晶粒规则且分布均匀,微孔洞均匀分布于TiB₂相和B₄C相的边界。沿晶断裂发生于沿TiB₂相的晶粒边界,而穿晶断裂发生在B₄C相晶粒的内部。TiB₂-B₄C复合材料拉伸力学性能研究引入了平台巴西圆盘实验,以解决试件应力集中问题,并获得了圆盘试样裂纹扩展特性,2D-DIC计算结果验证了实验的有效性。基于改进的SHPB实验装置,获得了TiB₂-B₄C复合材料的强度、失效应变、弹性模量和应变率效应。受裂纹扩展延时效应的影响,TiB₂-B₄C复合材料拉伸/压缩强度均随应变率的增加而增加。同时,材料内TiB₂的加入改善了晶粒和微孔洞的尺寸和分布,导致了TiB₂-B₄C复合材料的强度大于单质B₄C和单质TiB₂陶瓷。其次,开展了一维应变加载下TiB₂-B₄C复合材料的动态力学性能,探讨了基于微裂纹扩展机制的破坏波传播特性。基于Rankine-Hugoniot关系,获得了D-u型和p-μ型的Hugoniot曲线。分析了TiB₂-B₄C复合材料极高应变率条件下的Hugoniot弹性极限的应变率效应。在平面冲击波作用下,发现TiB₂-B₄C复合材料的Hugoniot弹性极限与基体B₄C接近,而添加剂的影响较小。在低于Hugoniot弹性极限的条件下,发现TiB₂-B₄C复合材料内存在破坏波现象。基于波动方程的特征线法获得了破坏波的传播速度,并讨论了延迟效应对破坏波波速的影响。改进传统的三轴围压测试系统,获得了完全损伤条件下TiB₂-B₄C复合材料的强度模型;结合静动态拉伸/压缩实验和平板撞击实验和损伤常数的BP神经网络反演,建立了TiB₂-B₄C复合材料完整的本构模型,并采用侵深实验和数值仿真验证了模型的有效性。最后,对含有不同厚度粘结层、不同形式陶瓷面板的陶瓷/金属复合装甲的抗侵彻性能开展了研究,并获得了靶板内部应力波传播特性。结果表明,分层陶瓷面板形式复合装甲抗侵彻性能优于整体陶瓷面板形式装甲,且装甲的抗侵彻性能随粘结层厚度的增加而增加。基于装甲材料波阻抗的不同,获得了应力波在粘结层内部的传播特性以及整个复合装甲中的衰减特性。最后,对粘结层受剪应变和剪应变率的研究发现,粘结层抗剪能力随厚度的增加而增加。