骨料混凝土抗侵彻性能的数值模拟

第38卷第6期爆炸与冲击V o l.38,N o.6 2018年11月E X P L O S I O N A N DS HO C K WA V E S N o v.,2018D O I:10.11883/b z y c j-2017-0123文章编号:1001-1455(2018)06-1364-08细观混凝土靶抗侵彻数值模拟及侵彻深度模型*吴成,沈晓军,王晓鸣,姚文进(南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094)摘要:为研究细观混凝土靶的侵彻规律,采用L S-D Y N A软件对刚性弹丸侵彻两相混凝土靶进行了数值模拟㊂结果表明,影响靶板抗侵彻能力的主要因素是砂浆种类㊁粗骨料种类和粗骨料体积分数;混凝土靶中的砂浆与对应的砂浆靶中的砂浆产生的阻力接近;混凝土靶中的粗骨料产生的阻力远低于对应的岩石靶中的岩石㊂通过扩展F o r r e s t a l阻力方程,建立了细观混凝土侵彻深度模型,模型和数值模拟一致性很好㊂关键词:侵彻;细观;混凝土;L S-D Y N A;侵彻深度中图分类号:O385国标学科代码:13035文献标志码:A弹丸对混凝土的侵彻深度一直是军事领域的热点问题[1-3]㊂对于大坝混凝土[4],粗骨料通常为天然骨料,这意味着不同地方大坝中的粗骨料力学性能差异很大,粗骨料最大粒径普遍达到150mm,且粗骨料最大粒径离散大(例如胡佛水坝为229mm,青铜峡拦河大坝为80mm),粗骨料的体积分数差异也很大㊂所以,研究粗骨料对弹丸侵彻混凝土靶的影响具有重要意义㊂关于粗骨料对混凝土靶的抗侵彻能力问题,A.N.D a n c y g i e r等[5]和S.W a n g等[6]实验证明了含有粗骨料的混凝土比无粗骨料混凝土的抗侵彻能力强;张伟等[7]实验研究了粗骨料粒径对破片侵彻深度㊁成坑体积和开坑剥落碎片的尺寸的影响;张凤国等[8]通过数值模拟比较了侵彻细观混凝土模型与均质混凝土模型的差异;Q.F a n g等[9]建立了碎石粗骨料混凝土的有限元模型,模拟了变形弹体的侵彻规律;张兆军等[10]通过数值模拟研究了粗骨料种类对贯穿混凝土靶剩余速度的影响㊂当前的研究以实验和数值模拟方法为主,对于最大粗骨料尺寸d a与弹丸直径d的比值d a/dɤ1.5时的数值模拟,缺乏侵彻深度影响因素分析和砂浆与粗骨料的受力分析㊂为深刻理解混凝土抗侵彻机理,节约经费和计算时间,需要发展细观尺度侵彻深度理论㊂本文中将混凝土简化为砂浆和粗骨料两相复合材料,通过数值模拟得到细观尺度混凝土靶对侵彻深度的影响规律,并进行混凝土中砂浆和粗骨料的受力分析㊂建立考虑粗骨料种类㊁砂浆种类和粗骨料体积分数的弹丸侵彻细观混凝土靶的侵彻深度理论模型㊂1粗骨料对刚性弹侵彻深度影响的数值模拟通过数值模拟来系统研究粗骨料对正侵彻刚性弹侵彻深度的影响规律,从而找到影响侵彻深度的主要因素以及砂浆和粗骨料的受力特点,为理论模型的建立奠定基础㊂1.1细观有限元模型建立将混凝土简化为粗骨料和砂浆两相复合材料㊂在冲击载荷下,混凝土的破坏通常会穿过粗骨料,因此忽略复杂的界面过渡区,将粗骨料和砂浆材料间的接触简化为共节点㊂基于背景网格的材料识别方法[10],将粗骨料投放在靶板中,即使用编程软件随机生成粗骨料的位置和半径,并输出为网格生成软件T r u e G r i d的命令流,将一部分基体材料替换为骨料材料,从而生成两相网格㊂将弹丸初速和靶板本构等物理量赋予网格文件,并使用动力学数值模拟软件L S-D Y N A进行求解㊂*收稿日期:2017-04-14;修回日期:2017-05-22基金项目:国家自然科学基金项目(11602111)第一作者:吴成(1989 ),男,博士研究生,q q q w u c h e n g@163.c o m㊂为了降低数值模拟计算量,只加密混凝土靶中心区域,并且只对中心区域投放粗骨料㊂外围区域的局部冲击效应较弱,砂浆的力学性能可大体表征混凝土整体的力学性能,所以外围区域简化为砂浆㊂对比一组中心加密区尺寸为3倍弹径和5倍弹径的混凝土调试算例,其侵彻深度差异为1.6%,说明加密区尺寸不小于3倍弹径时,中心区域尺寸和外围区域简化合理㊂混凝土的有限元网格如图1所示㊂图1三维混凝土靶网格的截面F i g .1C r o s s s e c t i o no f 3Dc o n c r e t e t a r ge t g r i d H J C 本构模型适用于描述大应变㊁高应变率和高压下的混凝土类材料[11]㊂粗骨料材料参数使用方秦等[12]给出的S a l e m 石灰岩H J C 本构参数,如表1所示㊂砂浆材料参数使用C .S .M e ye r 等[13]给出的S 型砂浆H J C 本构参数,如表2所示㊂由于中心区域外对侵彻深度影响很小,中心区域外采用和砂浆相同的本构参数来简化㊂表1S a l e m 石灰岩H J C 本构参数T a b l e 1H J Cm o d e l pa r a m e t e r s o f S a l e ml i m e s t o n e ρ0/(g ㊃c m -3)G /G P aA B CNfᶄc /M P a T /M P aε㊃0/s -1E f ,m i n2.3100.551.230.00970.8960410.01S m a x P c r u s h /M P a μc r u s h P l o c k /G P a μl o c k D 1D 2K 1/G P a K 2/G P a K 3/G P a 20200.0012520.1740.041.039-223550表2S 型砂浆H J C 本构参数T a b l e 2H J Cm o d e l p a r a m e t e r s o f t y pe Sm o r t a r ρ0/(g ㊃c m -3)G /M P aA B C Nf ᶄc /M P a T /M P aε㊃0/s -1E f ,m i n1.60411500.661.3350.00180.84512.31.810.01S m a xP c r u s h /M P a μc r u s h P l o c k /M P a μl o c k D 1D 2K 1/M P a K 2/G P a K 3/G P a 80.2413.80.0075109.60.150.0066291.0300-2191.2 侵彻方案及结果由于全尺寸细观网格模型过于庞大,采用直径d =40mm 的缩比弹丸进行数值模拟㊂弹丸头部曲径比Ψ=2.0,质量m =1733g ㊂S a l e m 石灰岩密度ρg =2.3g /c m 3,S 型砂浆密度ρs =1.6g /c m 3㊂数值模拟方案及数值模拟得到的侵彻深度P 如表3所示㊂由于混凝土的屈服强度与围压和应变率相关,所以需要考虑入射速度v 0的影响,为确保弹丸为刚性弹,入射速度v 0最大为800m /s ,为覆盖常见的入射速度,最小为300m /s ㊂球体和各种形状长方体粗骨料能够大体表征各种形状的粗骨料㊂缩比弹丸直径d =40mm ,最大粗骨料尺寸d a 达到60mm ,d /d a 覆盖多数实际钻地弹工况㊂实际混凝土为连续级配,为研究级配对侵彻深度P 的影响,增加了相同粗骨料尺寸的级配形式㊂由于随机方向长方体粗骨料的有限元网格建模工作量大,这里采用最短边与弹轴平行和垂直两个算例的侵彻深度P 的平均值,来近似代表随机方向长方体粗骨料方案㊂粗骨料体积分数φ对侵彻深度P 影响较大,φ超过5631 第6期 吴 成,等:细观混凝土靶抗侵彻数值模拟及侵彻深度模型50%后,会导致粗骨料投放时间过长,所以这里投放的粗骨料体积分数φ只达到50%㊂使用侵彻不同靶板位置的算例来模拟随机投放粗骨料对侵彻深度P离散的影响㊂表3侵彻数值模拟方案及侵彻深度PT a b l e3N u m e r i c a l s i m u l a t i o n s c h e m e a n d p e n e t r a t i o nd e p t h P方案v0/(m㊃s-1)粗骨料形状d a/mm粗骨料级配粗骨料方向φ/%附加说明P/c m1500球体⌀25F u l l e r连续级配-33-73.9 2500球体⌀40F u l l e r连续级配-33-74.63500球体⌀60F u l l e r连续级配-33撞击位置1(轴线)73.54500球体⌀60F u l l e r连续级配-33撞击位置2(横向偏移2c m)73.35500球体⌀60F u l l e r连续级配-33撞击位置3(横向偏移-2c m)73.7 6500长方体30ˑ30ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴平行33-69.2 7500长方体30ˑ30ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴垂直33-75.8 8500长方体30ˑ20ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴平行33-70.8 9500长方体30ˑ20ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴垂直33-75.7 10500长方体30ˑ10ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴平行33-69.9 11500长方体30ˑ10ˑ103种粗骨料尺寸最短边与弹轴垂直33-75.8 12500球体⌀40F u l l e r连续级配-20-85.0 13500球体⌀40粗骨料尺寸相同-20-88.3 14500球体⌀40F u l l e r连续级配-50-66.1 15500----100靶板为岩石27.0 16500----0靶板为砂浆97.6 17800球体⌀40F u l l e r连续级配-33-153.3 18300球体⌀40F u l l e r连续级配-33-33.8 1.3结果分析1.3.1侵彻深度影响因素对于方案6~11,粗骨料最短边与弹轴平行或垂直,实际情况中,粗骨料方向是随机的,这里,侵彻深度P取两个方向的平均值㊂其中,方案6~7的平均侵彻深度P=72.5c m,方案8~9的平均侵彻深度P=73.3c m,方案10~11的平均侵彻深度P=72.9c m㊂由图2(a)~(d)可知,最大粗骨料尺寸d a㊁撞击位置㊁粗骨料形状和粗骨料级配方式对侵彻深度P 的影响均小于3.7%,可忽略不计㊂由图2(e)可知,随着粗骨料体积分数φ的提高,侵彻深度P显著降低㊂可见,当弹丸以相同入射速度v0侵彻同种类粗骨料和砂浆的混凝土靶时,对于多数钻地弹工况(最大粗骨料直径/弹丸直径d a/dɤ1.5),影响侵彻深度P的主要因素是粗骨料体积分数φ㊂1.3.2粗骨料受力分析为对比砂浆靶㊁混凝土靶和岩石靶中相同部分砂浆和岩石对弹丸产生的阻力,建立了图3所示的砂浆靶㊁混凝土靶和岩石靶的细观有限元网格㊂砂浆靶通过将混凝土靶中的岩石本构参数替换为砂浆本构参数而得到,岩石靶通过将混凝土靶中砂浆本构参数替换为岩石本构参数得到㊂图4对比了不同瞬时侵彻深度下混凝土靶中的砂浆和对应的砂浆靶中相同部分砂浆对弹丸施加的轴向阻力,混凝土靶中的砂浆产生的阻力与对应的砂浆靶中的砂浆产生的阻力近似相等㊂图5对比了不同瞬时侵彻深度下混凝土靶中的岩石和对应的岩石靶中相同部分的岩石对弹丸施加的轴向阻力,混凝土靶中的粗骨料产生的阻力远低于对应的岩石靶中的岩石产生的阻力㊂图6为侵彻过程中体应变㊁网格截面及等效剪应变,砂浆的应变大于粗骨料的应变㊂6631爆炸与冲击第38卷图2最大粗骨料尺寸d a㊁撞击位置㊁粗骨料形状㊁粗骨料级配方式㊁粗骨料体积分数φ对侵彻深度P的影响F i g.2I n f l u e n c e o fm a x i m u mc o a r s e a g g r e g a t e s i z e d a,i m p a c t p o s i t i o n,c o a r s e a g g r e g a t e s h a p e,c o a r s e a g g r e g a t e g r ad a t i o n,c o a r se a g g r e g a t e v o l u m ef r a c t i o nφo n p e n e t r a t i o nd e p t h P图3砂浆靶㊁混凝土靶和岩石靶的细观有限元网格F i g.3M e s o s c o p i c f i n i t e e l e m e n t g r i do fm o r t a r t a r g e t,c o n c r e t e t a r g e t a n d r o c k t a r g e t图4混凝土靶和砂浆靶中相同部分砂浆对弹丸施加的轴向阻力对比F i g.4C o m p a r i s o no f t h e a x i a l r e s i s t a n c e t o p r o j e c t i l e f r o mt h em o r t a ri n t h e s a m e p a r t o f c o n c r e t e t a r g e t a n dm o r t a r t a r g e t 7631第6期吴成,等:细观混凝土靶抗侵彻数值模拟及侵彻深度模型图5混凝土靶和岩石靶中相同部分岩石对弹丸施加的轴向阻力对比F i g .5C o m p a r i s o no f t h e a x i a l r e s i s t a n c e t o p r o j e c t i l e f r o mt h e r o c k i n t h e s a m e p a r t o f c o n c r e t e t a r g e t a n d r o c k t a r ge t 图6体应变㊁网格截面及等效剪应变F i g.6V o l u m e t r i c s t r a i n ,c r o s s s e c t i o no f g r i da n de f f e c t i v e s h e a r s t r a i n 由于混凝土靶中粗骨料强度远大于砂浆强度,粗骨料可压缩性远小于砂浆压缩性,所以当弹丸撞击到粗骨料时,砂浆的存在降低了粗骨料与弹丸的接触力㊂第一,砂浆的平均主应变大于粗骨料的,即砂浆的体积压缩大于粗骨料,使得粗骨料在砂浆中移动;第二,砂浆的等效剪应变大于粗骨料的,说明砂浆围绕粗骨料剪切流动,进一步促进粗骨料在砂浆中移动;第三,砂浆提供给粗骨料的围压较低并且粗骨料的强度随静水压力的降低而减小,使得粗骨料易产生横向变形㊂所以混凝土靶中的粗骨料产生的阻力远低于对应的岩石靶中的岩石产生的阻力㊂反之,由于较软砂浆材料相互连通,粗骨料介质对砂浆的阻力性能影响较小,所以混凝土靶中的砂浆产生的阻力与对应的砂浆靶中的砂浆接近㊂2 刚性弹丸侵彻细观混凝土靶的侵彻深度模型通常使用混凝土的无约束单轴抗压强度来衡量素混凝土的抗侵彻能力㊂但是,对于普通强度混凝土,无约束单轴抗压强度主要取决于砂浆强度,不能反映出粗骨料含量及种类,造成抗侵彻能力的差异很大,而传统的侵彻阻力预估方法无法反映这种差异㊂将混凝土的粗骨料状况引入传统的侵彻阻力理论中,从而得到更可靠的侵彻深度模型㊂M.J .F o r r e s t a l 等[14]基于球形空腔膨胀理论,并简化开坑阶段,得到了卵形弹丸侵彻均质混凝土的阻力:F =Cz 0<z <4aπa 2(σ+N ρv 2) z >4{a (1)式中:z 为瞬时侵彻深度,C 为常数系数,可通过z =4a 时两个阻力方程相等求出,a 为弹丸半径,σ为混凝土的静阻应力,N 为头部形状系数,N =(8Ψ-1)/(24Ψ2),Ψ为卵形弹丸头部曲径比,ρ=φρg +(1-φ)ρs 为混凝土密度,v 为弹丸瞬时速度㊂由式(1)可知,弹丸侵彻进入混凝土后,阻力由两部分组成:一部分是静阻力πa 2σ,即弹丸的一部分8631爆 炸 与 冲 击 第38卷动能转换为混凝土的变形能;另一部分是惯性阻力πa 2N ρv 2,即弹丸的另一部分动能转换为混凝土的动能㊂惯性阻力中,与混凝土细观特征有关的是密度ρ,通过砂浆与粗骨料的密度与体积分数计算㊂静阻力中,与混凝土细观特征有关的是静阻应力σ㊂由数值模拟侵彻深度分析可知,粗骨料形状㊁撞击位置㊁最大粗骨料尺寸和粗骨料级配方式对混凝土侵彻深度的影响可忽略,所以其对混凝土静阻应力σ的影响可忽略㊂弹丸头部的阻力由砂浆和粗骨料叠加而成,不同时刻头部接触砂浆或粗骨料的比例不同㊂但是,对于深侵彻,弹丸头部穿过大量砂浆和粗骨料,统计上,弹丸头部与砂浆或粗骨料接触的比例与各组分的体积分数相同㊂同时,由数值模拟可知,文中使用的粗骨料大小和级配方式对侵彻深度的影响可忽略,即,不同时刻接触不同大小的粗骨料的阻应力特性是相同的㊂所以,简化细观混凝土为等效均质材料,其平均力学性能通过细观组分的阻应力线性叠加而成,即,通过线性叠加的方式修正F o r r e s t a l 阻力方程中的σ,从而将F o r r e s t a l 阻力方程扩展应用到了细观混凝土上,得到等效静阻应力:σ=φσg +(1-φ)σs (2)式中:σg 为粗骨料静阻应力,σs 为砂浆静阻应力㊂φσg 代表混凝土静阻应力的粗骨料部分,(1-φ)σs 代表混凝土静阻应力的砂浆部分㊂由图4可知,混凝土中粗骨料的加入不影响砂浆部分的静阻应力σs ,即σs 是砂浆的固有特性,与粗骨料的体积分数φ无关㊂不同种类砂浆对粗骨料的弱化作用不同,从而影响粗骨料静阻应力σg ,即σg 不仅与岩石的特性有关,还取决于砂浆种类㊂由于粗骨料体积分数φ的改变不影响砂浆对粗骨料的弱化程度,可假设不同粗骨料体积分数φ下σg 大小不变㊂由公式(1)~(2)得出细观混凝土靶的侵彻深度:P =m 2πN a 2[φρg +(1-φ)ρs ]l n 1+N {m v 20-4πa 3[φσg +(1-φ)σs ]}[φρg +(1-φ)ρs ]{m +4πa 3N [φρg +(1-φ)ρs ]}[φσg +(1-φ)σs æèçöø÷]+4a (3) 静阻应力σs 和σg 的标定㊂公式(3)中只有σs 和σg 不可直接获得,可通过侵彻深度P 反向标定σs 和σg ㊂数值模拟方案16给出了砂浆靶的侵彻深度,此时粗骨料体积分数φ=0,由公式(3)可反求出砂浆静阻应力σs =155M P a ㊂混凝土靶中的粗骨料体积分数φ较小时,侵彻深度对粗骨料静阻应力σg 的变化不敏感,估算的σg 精度低㊂所以,为得到准确的σg ,选择数值模拟方案14,其粗骨料体积分数φ=50%,将σs =155M P a 代入公式(3),求出σg =328M P a ㊂图7(a )对比了常用的刚性弹丸入射速度v 0(300~800m /s )下,公式(3)和数值模拟预测的侵彻深度P ,结果显示,公式(3)和数值模拟一致性很好,这说明此工况范围内砂浆和粗骨料强度的应变率效应弱㊂图7(b )对比了不同粗骨料体积分数φ下,公式(3)和数值模拟预测的侵彻深度P ㊂对于真实的混凝土级配,粗骨料体积分数φ很难超过65%[15],粗骨料体积分数φ超过65%可以通过块石砌体实现,粗骨料体积分数φ=100%代表岩石㊂对于混凝土,公式(3)和数值模拟一致性很好,这验证了混凝土中图7不同入射速度v 0和不同粗骨料体积分数φ下侵彻深度的理论和数值模拟对比F i g .7C o m p a r i s o no f p e n e t r a t i o nd e p t hb e t w e e n t h e o r y a n d s i m u l a t i o na t d i f f e r e n t i m p a c t v e l o c i t y v 0a n dd i f f e r e n t c o a r s e a g g r e ga t e v o l u m e f r a c t i o n φ9631 第6期 吴 成,等:细观混凝土靶抗侵彻数值模拟及侵彻深度模型0731爆炸与冲击第38卷粗骨料的静阻应力与粗骨料的体积分数无关这个基本假设㊂对于块石砌体,超出了本文的研究范围,公式(3)的适用性还需进一步验证㊂对于岩石,由于没有砂浆对其弱化,使得岩石静阻应力远大于混凝土中的粗骨料,所以,使用混凝土中粗骨料的静阻应力σg计算得出的侵彻深度较大㊂本文中最大粗骨料尺寸与弹丸直径的比值d a/dɤ1.5,对于d a/d>1.5的情况,可以推测,弹丸与粗骨料的局部作用逐渐增强,使得粗骨料静阻应力σg逐渐趋近岩石,侵彻的尺寸效应将变得显著,该部分内容需要在今后的工作中进一步研究㊂3结论在刚性弹侵彻常用入射速度v0(300~800m/s)下,最大粗骨料尺寸与弹丸直径的比值d a/dɤ1.5时,细观混凝土的抗侵彻规律如下:(1)对于同一弹丸以相同入射速度v0侵彻同种类骨料和砂浆的混凝土靶,粗骨料形状㊁撞击位置㊁最大粗骨料尺寸d a和粗骨料级配方式对侵彻深度P的影响可忽略,影响侵彻深度的主要因素是粗骨料体积分数φ㊂(2)混凝土靶中的粗骨料产生的阻力远低于对应的岩石靶中的岩石产生的阻力,混凝土靶中的砂浆产生的阻力与对应的砂浆靶中的砂浆产生的阻力接近㊂(3)通过扩展F o r r e s t a l阻力方程,得到了刚性弹丸侵彻细观混凝土靶的侵彻深度理论模型,模型与数值模拟一致性很好㊂(4)影响混凝土静阻应力σ的主要因素是砂浆种类㊁粗骨料种类和粗骨料体积分数φ㊂砂浆静阻应力σs与粗骨料体积分数φ无关㊂参考文献:[1] L IQ M,R E I DSR,W E N H M,e t a l.L o c a l i m p a c t e f f e c t s o f h a r dm i s s i l e s o n c o n c r e t e t a r g e t s[J].I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f I m p a c tE n g i n e e r i n g,2005,32(1):224-284.[2]程怡豪,王明洋,施存程,等.大范围着速下混凝土靶抗冲击试验研究综述[J].浙江大学学报(工学版),2015(4):616-625.C H E N G Y i h a o,WA N G M i n g y a n g,S H IC u n c h e n g,e t a l.R e v i e wo f e x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o no f c o n c r e t e t a r g e tt o r e s i s tm i s s i l e i m p a c t i n l a r g e v e l o c i t y r a n g e[J].J o u r n a l o f Z h e j i a n g U n i v e r s i t y(E n g i n e e r i n g S c i e n c e),2015(4): 616-625.[3] F O R R E S T A 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y p e a n dc o a r s ea g g r e g a t ev o l u m e f r a c t i o n .T h er e s i s t a n c eo fm o r t a r i nc o n c r e t e t a r ge t i s c l o s e t o t h e s a m e p a r t o fm o r t a r i nm o r t a r t a r g e t .T h e r e s i s t a n c e of c o a r s e ag g r e g a t e i n c o n c r e t e t a r g e t i sm u ch l o w e r t h a n t h e s a m e p a r t o f r o c ki nr o c k t a r g e t .B y e x t e n d i n g t h eF o r r e s t a l r e s i s t a n c e e q u a -t i o n ,t h e p e n e t r a t i o nd e p t h m o d e l o fm e s o s c a l ec o n c r e t e i se s t a b l i s h e d ,w h i c hi s i n g o o da g r e e m e n t w i t h t h en u m e r i c a l s i m u l a t i o n .K e yw o r d s :p e n e t r a t i o n ;m e s o s c a l e ;c o n c r e t e ;L S -D Y N A ;p e n e t r a t i o nd e p t h (责任编辑 曾月蓉)1731 第6期 吴 成,等:细观混凝土靶抗侵彻数值模拟及侵彻深度模型。

动能弹垂直侵彻混凝土的实验研究及其数值模拟的开题报告【开题报告】一、研究背景和意义动能弹垂直侵彻混凝土是一种重要的力学问题，涉及到军事、工程结构与安全等领域，对混凝土结构的防护能力评价有着重要意义。

然而，由于混凝土的本身复杂性和强度非线性，动能弹垂直侵彻混凝土的机理和规律十分复杂。

因此，开展动能弹垂直侵彻混凝土的实验研究和数值模拟具有非常重要的理论和实践意义，同时对提高我国相关工程技术水平也将起到积极的推动作用。

二、研究内容和方法1. 研究内容本研究的目的是开展动能弹垂直侵彻混凝土的实验研究和数值模拟研究，分析混凝土在受到动能弹撞击后的裂纹扩展规律、变形变化及破坏模式等问题，进一步评估混凝土结构的击穿防护能力，为工程实践提供理论依据。

2. 研究方法(1) 实验研究：通过静态拉压试验、冲击压缩试验等，从材料本身、结构性能、应力-应变关系等方面对混凝土的力学特性进行实验测定，为建立数值模型提供基础数据。

同时，采用万能试验机和动能弹道试验机，开展动能弹垂直侵彻混凝土的实验研究，记录冲击过程中混凝土的力学响应和破坏模式。

(2) 数值模拟：基于有限元模拟软件ABAQUS，建立动能弹垂直侵彻混凝土数值模型，采用合适的数值模拟方法，模拟混凝土的应力、应变分布和冲击破坏过程，通过与实验结果进行比对，验证数值模拟的可靠性和准确性。

三、研究进展及计划目前，已完成混凝土材料力学性能实验、万能试验机和动能弹道试验机的试验样品制备工作。

接下来，将开展混凝土动能弹垂直侵彻实验研究和数值模拟，并进一步探讨混凝土击穿防护能力评价的相关问题。

具体的工作计划如下：(1) 建立混凝土数值模型，确定参数，选择适当的材料本构关系，验证模型合理性。

(2) 开展动能弹垂直侵彻混凝土实验，测量实验过程中动能弹的速度、质量及形状，记录混凝土的应力、应变、位移等响应数据。

(3) 将实验数据输入ABAQUS中进行数值模拟，分析力学响应、裂纹扩展、破坏模式等。

混凝土-钢筋混凝土高速侵彻贯穿问题的数值模拟与试验探究关键词：混凝土；钢筋混凝土；高速侵彻贯穿；数值模拟；试验探究Numerical simulation and experimental study on high speed penetration problem of concrete/reinforced concreteAbstract: In view of the problem of high-speed penetration of concrete/reinforced concrete structure, this paper adopts the method of combining numerical simulation and experimental study to analyze the penetration situation under different materials and parameters. Firstly, a numerical model of high-speed penetration of concrete/reinforced concrete was established, and solved by finite element method. Through numerical simulation, the influence of material properties, penetration velocity, size and diameter of steel bars on penetration depth, impact time and energy absorption were studied. Secondly, a series of experimental schemes were designed. Through high-speed relative collision test, the performanceindicators such as penetration depth, deformation and crack development under different materials and parameters were measured and analyzed, and compared with the numerical simulation results. The results show that the main factors affecting penetration depth are penetration velocity and material properties, among which reinforced concrete has better protective performance; the main factors affecting impact time and energy absorption are the viscoelastic properties and size of materials, and it is suggested to increase the viscoelastic properties of materials and study the micro mechanism of impact damage. The research results of this paper have certain reference significance for improving the protection ability ofconcrete/reinforced concrete structures and optimizing design scheme.Keywords: concrete; reinforced concrete; high-speed penetration; numerical simulation; experimental stud。

第28卷　第1期爆炸与冲击Vol.28,No.1 2008年1月EXPLOSION AND SHOC K WAV ES J an.,2008　文章编号:100121455(2008)0120033205弹体攻角侵彻混凝土数值模拟3马爱娥1,黄风雷1,初　哲2,李金柱1(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.西北核技术研究所,陕西西安710024) 摘要:利用L S2D YNA程序的用户自定义模型功能,在L S2D YNA程序中嵌入了用于描述混凝土及钢筋混凝土侵彻贯穿的动态损伤模型。

模型拉伸部分用Taylor2Chen2Kuszmaul(TC K)模型描述,体现了应变率对拉伸作用的敏感性;压缩部分则采用Holmquist2Johnson2Cook(HJ C)强度模型。

模型中考虑了拉伸损伤、压缩损伤、应变软化、静水压力效应以及应变率效应。

利用该方法对弹体攻角非正侵彻混凝土靶过程中的弹体变形、混凝土靶的损伤破坏、弹体的速度变化规律及弹体的变形进行了计算,并将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,采用该模型可以较好地模拟弹体非正侵彻混凝土过程。

关键词:爆炸力学;动态损伤模型;数值模拟;混凝土 中图分类号:O385;TJ4012.4 国标学科代码:130・3530 文献标志码:A1　引　言 混凝土目标侵彻和贯穿的数值模拟研究越来越受到重视,其中混凝土的动态损伤、失效模型以及开发相应的数值算法成为该方向的研究热点及难点。

目前应用较广的本构模型有Taylor2Chen2Kusz2 maul(TC K)[1]、Holmquist2Johnson2Cook(HJ C)[2]及Riedel2Thoma2Hiermaier(R H T)[3]模型。

TC K 模型以脆性拉伸损伤为主,损伤演化与平均拉应力、裂纹密度和体积应变率有关,该模型能较好地反映开坑、崩落以及裂纹扩展,但是未考虑材料的压缩损伤累积以及材料在压缩下的非弹性响应,致使预测的弹体剩余速度和侵彻深度偏差较大[4]。

基于细观力学的碎石混凝土侵彻数值模拟的开题报告一、题目基于细观力学的碎石混凝土侵彻数值模拟二、研究背景碎石混凝土是一种广泛应用于军事和民用领域的新型材料，具有轻质、高强度、抗冲击性能好等特点，广泛应用于防护工程和道路建设等领域。

在现代战争中，敌方的弹药常常以高速撞击的方式攻击防护结构，因此，对于碎石混凝土的抗侵彻性能进行深入研究具有重要意义。

三、研究内容本文旨在利用细观力学原理，通过有限元数值模拟的方法，研究碎石混凝土的抗侵彻性能。

具体内容包括以下几点：1、建立碎石混凝土的细观数学模型，确定材料的物理和力学性质。

2、采用ANSYS等有限元软件，建立碎石混凝土的三维模型，进行数值模拟。

3、通过数值模拟，分析不同撞击速度和角度、弹头形状等因素对碎石混凝土抗侵彻性能的影响。

4、结合实验结果，验证数值模拟的准确性和可靠性。

五、研究意义通过本文的研究，可以深入了解碎石混凝土的力学特性和抗侵彻性能，为碎石混凝土的进一步应用提供理论支持和指导。

同时，本文的研究方法也可以为其他防护材料的抗侵彻性能研究提供借鉴和参考。

六、研究方法本文采用细观力学原理和有限元数值模拟的方法进行研究。

首先，通过实验和分析确定碎石混凝土的物理和力学性质；然后，建立碎石混凝土的三维模型，并采用ANSYS等有限元软件进行数值模拟；最后，分析模拟结果，验证模拟的准确性和可靠性。

七、预期成果通过本文的研究，预期可以得到以下几个方面的成果：1、建立碎石混凝土的三维模型，并分析其物理与力学特性，为对其抗侵彻性能的深入研究提供基础。

2、通过数值模拟，分析不同因素对碎石混凝土抗侵彻性能的影响，为实际应用提供参考。

3、验证数值模拟的准确性和可靠性，为进一步的研究提供支持。

八、研究难点1、建立准确的碎石混凝土物理模型和力学模型。

2、构建高精度的三维模型，保证数值计算的精度和可靠性。

3、分析不同碎石混凝土构型的抗侵彻性能，确定影响因素，并进行深入研究。

4、利用数值模拟方法验证实验结果，检验数值模拟的准确性和可靠性，并探究数值模拟分析的适用范围。

一种新型动能弹侵彻钢筋混泥土数值模拟钢筋混凝土因其卓越的性能，被广泛应用于建筑结构中，为了预防战时受到严重打击，世界上很多国家和地区的高价值目标和战略目标纷纷地下或者半地下化，各种形式的混凝土或钢筋混凝土结构成为保护目标的主要手段之一。

研究侵彻弹丸对钢筋混凝土等各种防护类目标的侵彻既有重要的军事应用背景，也有许多非军事的应用价值，因此具有重要的现实意义。

本文首先介绍了国内外关于动能战斗部的发展现状与侵彻问题的研究现状，同时对钢筋混凝土特性和钢筋混凝土本构模型进行了简要介绍。

在此基础上，使用LS-DYNA软件对一种新型动能弹侵彻钢筋混凝土靶板进行了数值模拟。

对不同参数的弹丸侵彻靶板进行了侵彻数值模拟，得出了不同头部尺寸弹丸以不同着靶速度、着角侵彻钢筋混凝土靶板的侵彻后存速、冲击加速度曲线以及炸药内能曲线，并对计算结果进行了分析对比，得到有益的结论。

对不同参数的靶板被侵彻进行数值模拟，得出了不同钢筋粗细、弹着点的条件下弹丸侵彻后存速、冲击加速度曲线以及炸药内能曲线，并对计算结果进行了分析对比，结果可为动能侵彻战斗部研究提供参考。

混凝土抗裂性的试验研究与数值模拟混凝土作为重要的建筑材料之一，其抗裂性能对结构的安全性和耐久性至关重要。

因此，进行混凝土抗裂性试验研究和数值模拟已经成为了建筑工程领域的研究热点之一。

一、混凝土抗裂性的试验研究1.1 钢筋与混凝土的粘结性试验钢筋与混凝土的粘结性是混凝土抗裂性的一个重要因素。

在试验中，可以通过将混凝土和钢筋分开来，以观察其粘结力大小和强度。

一些新型的粘结剂和增粘剂也经常被引入试验中以提升粘结性。

1.2 混凝土裂缝扩展试验混凝土的裂缝扩展是混凝土结构的致命伤。

裂缝扩展试验可以研究混凝土裂缝尺寸和形状对于混凝土抗裂性和结构安全的影响。

试验中会通过往混凝土板上加压力、循环加载和受拉等方式制造裂缝，然后对裂缝进行形态、大小、集中程度以及细部分析等。

1.3 混凝土的抗拉性试验混凝土在受拉作用下抗裂性能力度量也是混凝土结构的重要性质。

在试验中，可以通过给混凝土施加拉伸力，然后观察其在拉伸力下的性能表现，样品的尺寸，高度，压力水平都是影响试验成果的重要因素。

此外，混凝土的抗拉性还必须考虑到其环境和气候因素。

二、混凝土抗裂性的数值模拟随着人类对于混凝土抗裂性研究的深入，越来越多的人们开始使用数值模拟工具来更好地研究混凝土抗裂性。

常用的模拟工具包括ABAQUS、ANSYS等有限元分析软件，以及MATLAB等数学计算软件。

2.1 基于有限元模拟的混凝土抗裂性研究有限元模拟是一种常见的数值模拟方法，可用于混凝土抗裂性力学分析。

通过建立混凝土抗裂性数学模型，然后将模型输入到有限元分析软件中进行力学计算。

该模型能够模拟混凝土受载荷时的行为，包括力学行为、应力、变形、破坏模式等，从而为混凝土抗裂性研究提供更为准确的结果。

2.2 模拟混凝土现场施工中混凝土抗裂性表现常见的混凝土结构存在一定的抗裂性问题，特别是在低温和高温等极端环境下。

通过数值模拟混凝土现场施工和在环境影响下对混凝土结构的影响，可以更好地预测混凝土在现实世界中的行为和结构稳定性。

混凝土侵彻模型经验参数研究混凝土是建筑工程中常用的建筑材料，也是许多建筑设计中关键的一环。

混凝土的制度和性能对建筑安全有重要影响，特别是混凝土的侵彻特性对建筑材料的使用正在受到越来越多的重视。

因此，混凝土侵彻模型及其经验参数的研究变得越来越重要。

混凝土侵彻模型是描述混凝土侵彻过程物理本质的数学模型，它涉及混凝土中渗水、热传递等时间和空间上的量的变化情况。

对模型进行分析，可以提取混凝土侵彻过程中的模型诱导参数，建立一组测量模型参数的方法，用于确定混凝土侵蚀过程中的行为法则。

在计算混凝土侵彻模型及其它参数的研究中，需要采用实验方法和理论模型，以获取准确、可靠的实验结果和经验参数。

实验可以确定混凝土侵彻模型的参数，结合理论模型可以获取实际混凝土侵彻过程中的行为规律。

通过观察和测量混凝土的特性，即确定混凝土的侵彻过程的特征参数，勾出混凝土侵彻模型的参数，以及压力、渗透等因素对混凝土侵彻的影响。

通常，在研究混凝土侵彻模型的经验参数时，将常用的实验设备和方法分为两个主要类别：一类是单路径实验技术，另一类是多路径实验技术。

单路径实验技术以较低渗透压作为条件，仅有一条运行路径，其实验结果受参数变化程度的影响较大。

多路径实验技术中，可以同时考察多个参数（如温度、渗透压、压强等）的影响，实验结果更加准确可靠。

实验及理论分析所获得的结果，可以用来确定混凝土侵彻过程中关键参数，如渗透率、压应力、孔隙率、表面粗糙度、气压等，建立经验参数模型，以便计算和预测混凝土侵彻行为规律。

混凝土侵彻模型及其经验参数的研究有可能改善建筑材料性能，增强它们的耐久性，进而提高建筑的使用寿命，使建筑安全更加可靠。

尽管各种材料都可以利用传统的实验方法测量，但是混凝土的侵蚀环境复杂，实验难以精确模拟，因此，混凝土侵彻模型及其经验参数的研究对加强建筑安全至关重要。

本文综述了混凝土侵彻模型及其经验参数研究，分析了混凝土侵彻过程中的物理本质，介绍了常用的实验设备和方法。

《基于三维细观模型的混凝土-钢筋混凝土侵彻行为研究》篇一基于三维细观模型的混凝土-钢筋混凝土侵彻行为研究一、引言随着现代建筑技术的不断发展，混凝土及钢筋混凝土结构在各类建筑中得到了广泛应用。

然而，这些结构在受到外力作用时，其侵彻行为成为了一项重要的研究课题。

了解混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为对于提升建筑结构的抗冲击性能、优化结构设计、以及进行相关防护工程的设计和评估都具有重要意义。

近年来，基于三维细观模型的侵彻行为研究成为了该领域的研究热点。

本文旨在通过三维细观模型，对混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为进行深入研究。

二、三维细观模型构建为了准确模拟混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为，我们构建了三维细观模型。

该模型以真实的混凝土及钢筋混凝土材料为基础，通过细观结构参数的设定，模拟出材料的微观结构和宏观性能。

在模型中，我们考虑了混凝土中的骨料、砂浆以及钢筋的分布、形状、大小等参数，并采用合适的本构关系描述材料的力学性能。

此外，我们还考虑了不同类型混凝土及钢筋混凝土的材料差异，以适应不同类型建筑结构的侵彻行为研究。

三、侵彻行为的模拟与分析在构建好三维细观模型后，我们通过数值模拟的方法对侵彻行为进行了研究。

首先，我们设定了不同的外力作用条件，如冲击速度、冲击角度、冲击质量等，以模拟实际工程中可能出现的各种冲击情况。

然后，我们通过计算机模拟，观察和分析材料在受到外力作用时的响应和破坏过程。

通过模拟结果的分析，我们发现混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为受到多种因素的影响。

首先，材料的类型和强度对侵彻行为有着显著的影响。

不同类型、不同强度的混凝土及钢筋混凝土在受到外力作用时，其破坏模式和破坏程度都有所不同。

其次，外力作用条件也对侵彻行为产生影响。

如冲击速度越大，材料的破坏程度越高；而冲击角度的不同也会影响材料的破坏模式。

此外，钢筋的存在对侵彻行为也有着重要的影响。

钢筋的存在可以有效地提高材料的韧性和抗冲击性能，从而减缓材料的破坏程度。

混凝土侵彻模型经验参数研究混凝土侵彻作为一种新兴的技术，已经广泛应用于建筑和土木工程领域。

混凝土侵彻技术和传统混凝土结构技术相比，具有较强的强度、抗裂性和抗腐蚀能力。

但是，由于混凝土侵彻技术的新颖性，尚不清楚其微观行为，也尚不清楚其实际应用中的表征参数。

因此，当前的研究着重于研究混凝土侵彻中经验参数的提取方法及其影响因素，以确定混凝土侵彻材料的性能。

混凝土侵彻技术涉及三个不同尺度的规模变化：宏观尺度，比如混凝土侵彻的平面形状和宽度；微观尺度，比如混凝土侵彻膜的厚度和组分；以及原子尺度，比如混凝土侵彻微结构的形态特征和原子成分。

在宏观尺度上，混凝土侵彻的形状、宽度和材料性能之间存在很强的联系，因此，混凝土侵彻设计的主要变量是平面形状和宽度。

在混凝土侵彻设计中，宽度是一个重要参数，它不仅影响混凝土侵彻的抗拉强度，而且还影响混凝土侵彻的维护性能和抗老化性能。

此外，混凝土侵彻的宽度还可以影响其结构的静定性，而结构的静定性是混凝土侵彻长期使用的关键因素。

在微观尺度上，宽度决定了混凝土侵彻膜的厚度，而厚度决定了混凝土侵彻膜的机械性能和耐久性。

混凝土侵彻膜是由混凝土渗透水泥、细骨料、混凝土外部层以及混凝土内部层组成的复合材料，而混凝土外部层和混凝土内部层的厚度以及细骨料的粒径和比例则决定了混凝土侵彻膜的抗剪强度和抗拉强度。

因此，研究混凝土侵彻膜的材料参数是研究它的强度和耐久性的重要环节。

在原子尺度上，利用扫描电子显微镜（SEM）可以获得混凝土侵彻的形态特征和原子成分，这有助于研究其性能特点。

例如，混凝土侵彻的孔隙结构、夹层结构和水分滞留量可以从原子尺度上进行研究。

实验中发现，混凝土侵彻膜表面的毛细管结构可以增加混凝土侵彻膜的强度和抗材料破坏性，而混凝土侵彻膜表面的毛细管结构是由其原子成分决定的。

此外，混凝土侵彻膜表面的水分滞留量也会影响其强度，而水分滞留量的变化则受混凝土侵彻表面的原子组成影响。

因此，研究混凝土侵彻模型的经验参数可以为该技术的结构设计和维护性能提供重要指导，而以上三个尺度上提出的经验参数则是混凝土侵彻技术发展的关键因素。

《基于三维细观模型的混凝土-钢筋混凝土侵彻行为研究》篇一基于三维细观模型的混凝土-钢筋混凝土侵彻行为研究一、引言混凝土及钢筋混凝土作为重要的建筑材料，在建筑、桥梁、道路等工程领域广泛应用。

然而，其抗侵彻性能对于保障结构安全至关重要。

因此，研究混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为具有重要意义。

本文以三维细观模型为基础，通过模拟不同因素对侵彻行为的影响，分析其力学特性和破坏机理，为混凝土及钢筋混凝土结构的抗侵彻设计提供理论依据。

二、文献综述近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟已成为研究混凝土及钢筋混凝土侵彻行为的重要手段。

国内外学者通过建立不同尺度的模型，对混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为进行了广泛的研究。

其中，细观模型能够更真实地反映混凝土及钢筋混凝土的微观结构，有助于更准确地预测其力学性能和破坏模式。

然而，现有的研究多关注于二维模型，而基于三维细观模型的侵彻行为研究尚不充分。

三、研究方法本研究采用三维细观模型，通过有限元方法对混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为进行模拟。

首先，建立混凝土及钢筋混凝土的三维细观模型，包括骨料、砂浆和钢筋等组成部分。

其次，设定不同因素（如弹体速度、角度、质量等）作为变量，模拟不同工况下的侵彻行为。

最后，分析模型在不同因素影响下的力学特性和破坏机理。

四、实验结果与分析（一）模型验证通过与已有实验数据进行对比，验证了所建立的三维细观模型的准确性。

结果表明，模型能够较好地反映混凝土及钢筋混凝土的力学特性和破坏模式。

（二）因素分析1. 弹体速度：随着弹体速度的增加，侵彻深度和破坏范围也相应增大。

当速度达到一定值时，破坏模式将发生转变，由局部破坏转变为整体破坏。

2. 弹体角度：弹体角度对侵彻行为具有显著影响。

当弹体与混凝土表面呈一定角度时，将产生侧向力，导致破坏范围扩大。

3. 钢筋分布：钢筋的分布对钢筋混凝土结构的抗侵彻性能具有重要影响。

钢筋的存在能够提高结构的韧性，延缓侵彻深度和破坏范围。

（三）力学特性与破坏机理根据模拟结果，混凝土及钢筋混凝土的侵彻行为具有明显的力学特性和破坏机理。

刚玉骨料超高性能水泥基材料抗侵彻试验和细观数值模拟宫俊;吴昊;方秦;张锦华;刘建忠【摘要】混凝土抗钻地武器侵彻能力由基体强度和骨料硬度与粒径共同控制。

为了研发具备更高抗侵彻能力的混凝土材料，利用刚玉超高强高硬的特点，将刚玉碎石作为粗骨料，制备出刚玉骨料超高性能水泥基材料（CA-UHPCC）。

开展了不同骨料粒径（5～20 mm、35～45 mm、65～75 mm）的 CA-UHPCC 以及高强混凝土（HSC）靶体的中等口径弹体侵彻试验。

通过与前期完成的玄武岩骨料超高性能水泥基（BA-UHPCC）靶体的弹体侵彻试验进行对比，验证了 CA-UHPCC 较BA-UHPCC 和 HSC 具备更加优异的抗侵彻性能。

进一步建立了考虑粗骨料形状随机生成和空间位置随机分布以及粗骨料／砂浆界面层的混凝土三维细观模型，对弹体冲击速度，骨料类型和体积率对混凝土靶体抗侵彻性能的影响进行了细观数值模拟。

结果表明，靶体抗侵彻能力随着骨料强（硬）度，粒径和体积率的增大而提高，高强（硬）度和大粒径（大于1．5倍弹径）粗骨料可引起弹体磨蚀和断裂。

%The anti-penetration capability of concrete material is mainly dependent on its compressive strength and diameter and strength (hardness)of coarse aggregate.To develop a new type of concrete material being able to resist more intensive projectile impact loading,corundum pebbles with ultra-high strength and hardness were added,and corundum-aggregate ultra-high performance cementitious composites (CA-UHPCC)were prepared.The medium caliber projectile penetrating tests on CA-UHPCC with different coarse aggregate sizes (5 ~20 mm,35 ~45 mm,65 ~75 mm)and high strength concrete (HSC)targets were conducted,and the test results were compared with the previous ones of basalt-aggregateultra-high performance cementitious composites (BA-UHPCC)projectile penetrating tests.The higher anti-penetration capacity of CA-UHPCC than those of BA-UHPCC and HSC was validated.Furthermore,the 3D mesoscale finite element model of concrete considering random aggregate shapes and random spatial positions distribution as well as coarse aggregate/mortar interfacial transition zone was established.The numerical simulation of projectile impacts was conducted,and the effects of projectile velocity,coarse aggregate type and volumetric ratio on the anti-penetration capacity of concrete targets were analyzed.The results showed that the capacity of concrete targets against projectile&nbsp;penetration increases with increase in coarse aggregate strength (hardness),size and volumetric ratio;high strength (hardness)and large size (larger than 1 .5 projectile diameter)coarse aggregate can cause abrasion and break of projectiles.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】9页(P55-63)【关键词】超高性能水泥基材料;刚玉;侵彻;细观模型;数值模拟【作者】宫俊;吴昊;方秦;张锦华;刘建忠【作者单位】解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007;解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007;解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007;解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007;江苏省建筑科学研究院高性能土木工程材料国家重点实验室，南京 211103【正文语种】中文【中图分类】TU528.572研发具备更高抗侵彻能力的混凝土材料对于军民用重点工程的安全防护具有重要意义。

钢管约束混凝土抗侵彻机理的数值模拟蒋志刚;甄明;刘飞;谭清华;宋殿义【摘要】Based on penetration tests,the penetration mechanism of steel tube confined concrete targets against 12.7 mm armor piercing projectile (APP)was simulated with LY-DYNA software,the finite element-smooth particle hydrodynamics method and the CSCM_CONCRETE model.The results showed that the simulation results agree well with the testdata,they can better reflect the hoop cracks on side faces of the steel tube confined concrete;the confinement effect of steel tube on the confined concrete inures during the projectile expanding;the formation of the hoop cracks on side faces of the confined concrete is the inter-action results of the incident compression wave,reflected stretching wave from target back face and the confinement of the steel tube;the anti-penetration ability of the steel tube confined concrete target is higher than that of the normal concrete target without steel tube confining.%基于侵彻试验，运用 LY-DYNA 软件，有限元法和光滑粒子法相结合，采用混凝土连续帽盖模型，对12．7 mm 穿甲弹侵彻小直径钢管约束混凝土厚靶机理进行了数值模拟研究。