孙娟，黄小忠，杜作娟，杨军

(1.中南大学 物理科学与技术学院，湖南 长沙，410083；2.中国人民解放军61135部队，北京，102200)

陶瓷材料以其优良的物理性能被广泛应用于国防建设和军事科学领地。近年来，脆性陶瓷约束机制下的抗弹性能研究受到了人们广泛的关注。Shockey等[1−7]采用DOP法测定了侧向约束对Al2O3陶瓷复合靶抗弹性能的影响，发现侧向约束能提高陶瓷复合靶抗侵彻能力；麻震宇等[8]进行了 Al2O3陶瓷复合靶板抗长杆弹侵彻的数值模拟研究，研究了陶瓷面板侧向约束的影响，发现侧向约束板存在最佳厚度；晏麓晖等[9]基于实验和数值模拟方法分析了陶瓷厚度和约束对靶体极限速度和抗弹机制的影响；李平等[10]用DOP实验研究了质量分数为90%的Al2O3陶瓷复合靶抗长杆弹侵彻性能，结果表明盖板能增加靶板的抗侵彻性能；Franzen等[11]指出陶瓷的抗弹性能随横向约束程度的增加而增加。目前，国内对B4C陶瓷不同材质约束机制研究报道还比较少，所以，本文作者对B4C陶瓷复合装甲的约束机制进行了研究。对子弹以 500 m/s速度正入射陶瓷复合靶的侵彻过程进行数值分析，研究B4C陶瓷复合靶板防护能力与B4C陶瓷面板约束机制之间的关系，为实验研究提供参考。

1 弹丸侵彻靶体模型

1.1 几何模型

图1所示为弹靶模型有限元网格划分(1/4结构)。弹丸模型用圆柱体进行模拟，长为43 mm，弹丸直径12.7 mm，陶瓷板、金属板和纤维板的尺寸(长×宽)设计均为15 cm×15 cm。

1.2 有限元计算模型

考虑结构物的形状、载荷具有对称性，建模只需要建立1/4模型(图1)，这样可以减少计算时间。……