在活性侵彻弹作用目标过程中，混凝土目标材料及结构特征对毁伤效应影响显著。混凝土是一种典型的抗压不抗拉脆性材料，在战斗部高速碰撞下，易产生裂纹并快速扩展，导致材料失效破坏。将钢筋以一定排布方式内嵌于混凝土中，高速侵彻作用下，钢筋与混凝土的黏结作用及界面破坏，可有效阻碍裂纹形成及扩展，提高钢筋混凝土结构强度。

钢筋混凝土结构模型建模方法主要有三种。

（1）整体式建模。综合考虑钢筋和混凝土材料性能，将钢筋混凝土视为均质增强型混凝土。这种建模方法在主要考虑混凝土整体强度效应的分析中应用较广，但无法体现混凝土和钢筋间相互作用等非线性效应。

（2）组合式建模。钢筋和混凝土两种不同材料属同一单元，两种材料间定义为无滑移黏结，即材料界面处各物理量（如应力、应变、位移、速度等）具有连续性。这种建模方法可较为真实地模拟钢筋混凝土内非均匀强度分布特性，但不能描述钢筋和混凝土之间滑移等失效行为。

（3）分离式建模。钢筋和混凝土分属不同单元，通过设置黏结和滑移接触，表征钢筋和混凝土之间相互作用及失效行为。这种建模方法最接近真实钢筋混凝土结构，能较为精确分析钢筋混凝土结构响应行为，如图5.11所示。

图5.11　钢筋混凝土分离式建模方法(www.daowen.com)

为提高数值计算准确性，描述钢筋混凝土在战斗部碰撞下的响应行为，本节采用分离式建模方法建立钢筋混凝土模型。分析基于AUTODYN-3D数值仿真平台，针对攻坚破障活性毁伤增强战斗部作用防护工事及碉堡目标毁伤行为，建立1/4计算模型，采用SPH-Lagrange耦合算法，其中活性材料芯体和高强度壳体均采用SPH算法描述，钢筋混凝土靶采用Lagrange算法。

活性材料既具有类金属材料的侵彻性能，又具有在强动载作用下激活反应释能特性，因此，对激活前后活性材料采用不同状态方程进行描述。对于未激活活性材料，采用Shock状态方程，用于描述活性材料的冲击压缩力学行为；对于已激活活性材料，采用Powder Burn状态方程，描述活性材料爆燃化学反应能量释放行为。混凝土材料是一种典型脆性材料，强动载作用下，应变硬化和应变率强化效应显著。仿真中，采用RHT材料模型，综合考虑混凝土在外载荷作用下的应变硬化和应变率强化效应。具体材料模型列于表5.3。

表5.3　主要材料模型

本节数值模拟研究攻坚破障活性径向增强战斗部碰撞速度及内部芯体材料对防护工事及碉堡等效钢筋混凝土目标毁伤效应影响。数值模拟中，活性芯体材料包括均一激活阈值活性材料及梯度激活阈值活性材料。