卢正操,张元迪,文鹤鸣†,周 刚,李名锐,钱秉文

(1.中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,合肥230027; 2.西北核技术研究所，西安710024)

混凝土结构被广泛应用于国防和土木工程中，经常受到不同形式载荷的作用，尤其是在军事防护工程中，混凝土防护结构可能会受到各种弹体冲击及爆炸载荷的作用。因此，研究混凝土结构的侵彻问题对于防护结构的安全计算和安全评估均具有重要意义。Forrestal等对刚性弹侵彻半无限混凝土靶进行了实验研究[1-5]，采用钢卵形弹以不同速度侵彻水泥砂浆和混凝土靶，当弹体的冲击速度v0小于1 300 m·s-1时, 弹体的质量损失在8%之内，且弹体的侵彻深度随冲击速度的增大而增大。Gold等利用无氧铜(OFHC)和钽材料制成的球头长杆弹以冲击速度为1 500～1 900 m·s-1侵彻混凝土靶，给出了弹体的残余质量与侵彻深度的时程曲线[6]。Nia等利用铜锥头弹以冲击速度为650～1 200 m·s-1侵彻半无限混凝土靶[7]，结果表明：虽然在侵彻过程中，弹体存在少量的质量损失，但其依旧可被视为变形弹。Mu等利用38CrSi钢卵形弹以冲击速度为500～1 500 m·s-1侵彻混凝土靶[8]，实验结果表明，当弹体的冲击速度大于一个临界值时，弹体的侵彻深度急剧减小，弹头形状从卵形变成半球形，弹体从刚体侵彻状态过渡到变形侵彻状态甚至是销蚀侵彻状态。Kong等对洛氏硬度为11.5～11.9的45#平头钢弹侵彻砂浆靶进行了一系列实验[9], 弹体的冲击速度范围为510～1 850 m·s-1。实验结果表明, 当弹体的冲击速度大于997 m·s-1时，弹体开始发生销蚀；……