任会兰， 赵翰卿， 李尉， 宁建国

(1.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室， 北京 100081； 2.北京机电工程总体设计部， 北京 100854)

0 引言

陶瓷材料具有低密度、高硬度、高强度、热稳定性好、抗氧化性好等优良性能，广泛应用于抗中高速冲击防护装甲设计[1]，军事应用前景广阔。因此，近年来陶瓷装甲的抗穿甲破坏机理和动态损伤本构模型研究已引起国内外学者的普遍重视。

侯海量等[2]研究了高速破片冲击下轻型陶瓷与金属复合装甲的冲击响应，发现陶瓷面板受冲击压缩诱发微裂纹，随后持续压缩，致使材料进一步损伤，材料强度降低;在随后的反射拉伸波作用下，微裂纹发生扩展，形成宏观裂纹而发生失效。任会兰等[3]和宁建国等[4]基于翼型裂纹扩展过程中的能量守恒原理，给出了陶瓷材料微裂纹扩展的损伤演化方程，并对翼型裂纹的几种典型汇合模式和汇合条件进行了讨论，在此基础上建立了陶瓷类脆性材料的动态损伤本构模型。

陶瓷是典型的脆性材料，具有对变形的高度敏感性和小变形破坏的特点，明显区别于延性材料塑性流动的性质。陶瓷的不均匀性和实验数据的低重复性主要是烧结过程中随机产生的微缺陷，如气孔或者晶界处的微裂纹，这些微缺陷的临界尺寸主导了陶瓷的拉伸破坏，使得陶瓷材料的拉伸力学性能更难于实现。冲击载荷具有压力高、加载时间短的特点，材料在强动载荷作用下的损伤和破坏就更为复杂，它不仅与冲击压力、应变率、应力波的传播等有关，而且与材料内部细观结构的变化有关。……