超高速动能武器是一种可对防护工程关键部位实施“点穴式”打击的新型武器，其对地打击速度达到1700m/s以上，与常规钻地武器相比，近区岩石呈固体至流体过渡的拟流体状态，由此带来侵彻深度逆减趋向极限、弹坑扩增、地冲击毁伤倍增等特征现象，传统侵彻理论不能进行准确描述。本书在综合分析超高速武器发展现状及威胁的基础上，详细阐述超高速侵彻的相似原理与模拟试验技术，厘清弹靶近区的真实应力状态与行为演化机理，构建超高速侵彻效应的流体拟流体固体内摩擦统一理论模型，解决超高速弹体侵彻深度、弹坑形态、地冲击传播衰减的实用计算难题，提出防护工程最小安全防护层厚度计算方法及复合遮弹防护技术。

目录

《岩石力学与工程研究著作丛书》序

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话序

序

前言

第1章绪论1

1.1基本概念1

1.2高速和超高速对地武器发展动态3

1.3工程防护面临的威胁7

1.4超高速动能武器对地打击独特毁伤效应8

1.5研究现状与存在问题11

参考文献12

第2章固体冲击加载的模拟试验技术14

2.1固体冲击加载速度区间的分类14

2.2应力波作用下岩石的动态加载试验15

2.2.1岩石材料霍普金森压杆试验的基本原理16

2.2.2岩石材料霍普金森压杆试验的控制条件17

2.2.3岩石材料霍普金森压杆试验的测量方法19

2.2.4岩石材料霍普金森压杆试验的关键技术24

2.3冲击波作用下岩石的动力加载试验33

2.3.1冲击波加载试验的基本原理33

2.3.2冲击波加载试验的测量方法39

2.3.3冲击波加载试验技术41

2.3.4波剖面参数测试技术43

2.3.5岩石冲击波加载试验的关键问题46

2.4超高速对地毁伤效应与防护技术试验49

2.4.1超高速侵彻相似关系49

2.4.2超高速弹靶相互作用试验系统53

2.4.3超高速弹体加载试验技术54

2.4.4超高速弹靶相互作用过程观测技术60

2.4.5超高速弹靶相互作用终态观测技术65

参考文献67

第3章超高速冲击下岩石的力学行为70

3.1冲击作用下岩石动力行为的试验资料分析70

3.1.1爆炸与冲击中应力波实测资料分析70

3.1.2固体动力加载试验资料分析75

3.2冲击作用下固体压缩的力学模型80

3.3高速和超高速侵彻速度分区与阻抗函数84

3.4岩石中球面波的内摩擦衰减91

3.4.1短波的特征91

3.4.2短波的运动方程92

3.4.3短波的传播与衰减93

参考文献94

第4章超高速冲击下岩石的成坑效应96

4.1岩石中侵彻局部破坏现象与效应96

4.1.1靶体破坏特征96

4.1.2弹体破坏特征98

4.2超高速冲击侵彻深度计算方法105

4.2.1传统弹体侵彻理论106

4.2.2流体-拟流体-固体内摩擦统一理论模型111

4.3超高速冲击成坑尺寸计算方法118

4.3.1粉碎区半径计算118

4.3.2压缩射流系数的确定119

4.3.3径向裂纹区半径计算124

4.3.4成坑体积与破坏区面积估算126

4.4超高速冲击成坑效应试验验证127

4.4.1试验方案设计127

4.4.2试验结果分析129

参考文献140

第5章超高速冲击下岩石的地冲击效应144

5.1地冲击能量与成坑体积的相似关系144

5.1.1弹药爆炸弹坑体积与地冲击的关系144

5.1.2超高速弹对地撞击地冲击效应计算方法155

5.2超高速撞击地冲击效应试验验证163

5.2.1试验方案设计163

5.2.2试验结果分析166

5.3抗超高速打击的安全防护层厚度估算170

参考文献173

第6章超高速冲击毁伤防护数值分析175

6.1变形固体动力学的数学模型175

6.1.1连续介质力学的守恒方程175

6.1.2塑性流动理论的基本关系176

6.1.3固体高压状态方程178

6.2典型材料的本构模型与参数取值180

6.2.1金属180

6.2.2砂181

6.2.3混凝土182

6.2.4岩石185

6.3花岗岩超高速侵彻效应的数值计算190

6.3.1计算模型建立190

6.3.2计算结果分析191

6.4分层结构超高速侵彻效应的数值计算197

6.4.1分层结构的基本形式197

6.4.2计算模型建立197

6.4.3结构破坏分析200

6.4.4能量分配与转化分析213

6.5分层结构超高速侵彻效应的模拟试验215

6.5.1试验方案设计215

6.5.2试验结果分析216

参考文献220