模拟碉堡目标厚钢筋混凝土靶板尺寸为2 000 mm×2 000 mm×500 mm，钢筋直径为8 mm，钢筋间距均为150 mm，共三层，外层钢筋距混凝土表面各25 mm，活性径向增强战斗部活性芯体激活长度由理论计算所得，战斗部碰撞速度分别为700 m/s、1 000 m/s及1 300 m/s，计算模型如图5.24所示。

图5.24　计算模型（2）

1.典型毁伤效应

活性毁伤增强侵彻战斗部作用厚钢筋混凝土目标典型过程如图5.25所示。从图5.25中可以看出，与作用防护工事目标时战斗部行为相比，作用碉堡类目标时战斗部行为不完全相同，差异主要体现在活性芯体响应行为方面。随着钢筋混凝土靶板厚度增加，战斗部贯穿靶板所需时间增加，但芯体材料反应弛豫时间基本不变，这导致战斗部作用碉堡类目标时，芯体爆燃主要发生在钢筋混凝土靶板结构内部。活性毁伤增强侵彻战斗部作用碉堡类目标行为可主要分为三个阶段，即开坑阶段、剪切阶段及内爆阶段。开坑阶段和剪切阶段与作用防护工事行为基本相同，不再赘述。但在内爆阶段，活性毁伤增强战斗部侵彻至靶板内部时，活性芯体材料开始陆续发生爆燃反应，从图5.25中可以看出，活性芯体爆燃产物集中分布在靶板侵彻通道中前部分，爆燃高压作用于战斗部头部靶板未贯穿部分，一方面增强了战斗部的侵彻能力；另一方面该爆燃压力驱动混凝土碎石，形成碎石飞散场，可实现对靶后有生力量及技术装备有效毁伤。

图5.25　活性毁伤增强侵彻战斗部作用厚钢筋混凝土目标典型过程

弹靶作用过程中，战斗部径向应力分布如图5.26所示。从图5.26中可以看出，活性毁伤增强侵彻战斗部作用厚钢筋混凝土靶时，响应初期其径向应力分布与作用薄靶基本相同。但作用100 μs后，战斗部响应行为即出现显著差异。随着碰撞时间增加，战斗部墩粗变形更显著，壳体膨胀张开角度增大。由于靶板厚度较大，因此在300 μs后战斗部仍处于高径向应力状态。

图5.26　战斗部径向应力分布

战斗部作用于厚钢筋混凝土时，靶内应力波传播与薄靶也有显著差异，靶板内应力分布如图5.27所示。弹靶作用瞬间，靶板内应力波产生并以碰撞点为原点呈球面波向四周传播（t=5 μs），经50 μs应力波传播至靶板背部并经自由界面反射形成拉伸波。随着应力波在靶板内继续传播至侧向边界时发生应力波反射，应力波在靶板内传播反射叠加，最终形成复杂应力场。值得注意的是，活性径向增强攻坚破障战斗部作用不同厚度混凝土靶影响其内部压力分布主要因素有两方面，一是应力波传播影响，由于靶板厚度不同，应力波传播至靶板边界时间长短不同，碰撞薄靶时靶内应力分布受自由界面反应的拉伸波影响较大；二是活性芯体爆轰压力作用区域影响，由于靶板厚度增加，战斗部仅依靠动能难以贯穿靶板，活性芯体爆燃主要发生半封闭的侵彻通道内，爆燃压力直接作用于靶板，进一步提高了靶板内压力。

图5.27　靶板内应力分布

靶板内拉应力分布如图5.28所示。从图5.28中可以看出，应力波传播至各自由界面时发生反射形成拉伸波，随着弹靶作用进行，靶板内拉应力分布区域从靶板背部向其他边界扩展。与薄靶内拉应力分布相比，厚靶内拉应力分布有显著差异，即拉应力主要分布在靶板背部，主要原因在于，钢筋混凝土靶较厚，活性芯体在半密闭通道内爆燃，爆燃压力作用于靶板中前部分。

图5.28　靶板内拉应力分布

2.碰撞速度影响

活性毁伤增强侵彻战斗部分别以700 m/s、1 000 m/s、1 300 m/s速度作用厚钢筋混凝土靶时，损伤分布如图5.29所示。从图5.29中可以看出，靶板损伤区域以碰撞点为圆心向四周扩展，扩展至钢筋附近区域时，靶板损伤扩展受阻。与薄靶相比，厚靶严重损伤区域更大，但轻微损伤区域更小，表明损伤更加集中。

从图5.29中可以看出，损伤最先出现于弹体与钢筋混凝土靶直接碰撞区域，并进一步向四周传播。由于钢筋与混凝土之间界面属于薄弱区，钢筋层周围出现较为严重的损伤，且呈现沿钢筋层的连续损伤。随碰撞速度提高，混凝土靶严重毁伤区域增加，且在钢筋加强作用下损伤区域扩展受限。但随战斗部速度增加，靶板严重损伤区域扩大，并沿钢筋方向扩展。

图5.29　钢筋混凝土靶毁伤分布(www.daowen.com)

战斗部分别以700 m/s、1 000 m/s、1 300 m/s速度碰撞厚钢筋混凝土靶时，钢筋应力分布如图5.30所示。从图5.30中可以看出，随着战斗部碰撞速度增加，钢筋应力增大，变形程度持续增加。与薄靶内钢筋响应行为相比，首层钢筋失效行为相似，均属直接碰撞导致的材料断裂失效，但后续层钢筋失效行为则有所差异，主要由于在厚靶中后续层钢筋受活性芯体爆燃气体作用发生弯曲变形。值得注意的是，战斗部以1 300 m/s速度碰撞靶板时，钢筋未出现断裂，主要由于靶板厚度增加，战斗部仅靠动能无法贯穿靶板，钢筋整体变形程度较轻。

图5.30　钢筋应力分布

模拟碉堡厚钢筋混凝土靶板能量时程曲线如图5.31所示。从图5.31中可以看出，随碰撞速度增加，靶板能量上升速率及峰值均增加。同时与薄靶相比，作用厚靶能量更高。主要原因在于，弹丸作用厚靶时不能完全贯穿靶板，导致活性材料在半密闭侵孔内爆燃，爆燃超压作用于靶板时间更长，爆燃压力下降更慢。值得注意的是，弹丸速度为700 m/s时，靶板能量不下降，表明弹丸低速作用厚靶时，化学能作用时间更长，作用效果更加显著。

图5.31　靶板能量随时间变化（1）

3.芯体材料影响

梯度激活阈值芯体活性侵彻弹丸分别以700 m/s、1 000 m/s及1 300 m/s速度作用厚钢筋混凝土靶时，靶板损伤如图5.32所示。从图5.32中可以看出，与均一激活阈值芯体弹丸相比，梯度阈值活性弹丸作用时靶板损伤更加严重。随着碰撞速度提高，对于梯度阈值活性芯体弹丸来说，被激活的活性芯体长度增加，爆燃产物在更加密闭的环境中作用于靶板时间更长，靶板损伤更严重。

图5.32　靶板损伤分布

图5.32　靶板损伤分布（续）

梯度激活阈值芯体侵彻战斗部分别以700 m/s、1 000 m/s、1 300 m/s速度作用模拟碉堡厚钢筋混凝土目标时，钢筋内有效应力分布如图5.33所示。从图5.33中可以看出，随着碰撞速度增加，钢筋内有效应力显著增加，当弹靶碰撞速度达1 300 m/s时，有效应力分布较广，直至靶板边缘钢筋处。

图5.33　钢筋内有效应力分布

图5.33　钢筋内有效应力分布（续）

弹丸毁伤靶板过程也可视为弹丸不断向靶板传递能量过程，其变化时程曲线如图5.34所示。从图5.34中可以看出，相比于均一激活阈值活性芯体战斗部，梯度激活阈值活性芯体战斗部作用时，靶板能量二次峰值更高，这也直接表明，在该弹靶作用条件下战斗部对靶板作用的化学能贡献更大。同时，在弹靶作用初期，靶板能量快速升高，这一阶段靶板主要由弹丸动能对靶板造成毁伤。随碰撞速度增加，靶板能量上升速率及峰值均增加。随后，经过数十微秒，靶板能量再次快速上升达到二次峰值，这是活性芯体爆燃反应对靶板的进一步毁伤作用导致。碰撞速度对战斗部作用钢筋混凝土靶毁伤行为影响主要体现在随着碰撞速度提高，活性芯体被激活长度增加，释放出的化学能更高。

图5.34　靶板能量随时间变化（2）