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2026, 46(3): 031401.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0106
摘要:
为了揭示高熵合金（high-entropy alloy, HEA）在冲击载荷下的相结构演变、位错分布、能量吸收及冲击累积效应的变化规律，通过分子动力学模拟，系统探讨了Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在受单次及二次冲击载荷下的动态响应行为。结果显示，首次冲击下，Al0.3CoCrFeNi高熵合金板的塑性区域相结构演变和能量吸收方式具有显著的冲击速度依赖性。随着冲击速度的提高，面心立方相结构的比例呈现三阶段下降趋势，而无序化结构则相应增加。在低速（0.5~1.0 km/s）冲击下，能量主要通过位错网络进行吸收；在中速（1.0~2.0 km/s）冲击下，位错与无序化原子共同吸收能量；在高速（2.0~3.0 km/s）冲击下，无序化原子主导吸收能量。位错线长度在刚性球0.5~0.8 km/s的冲击速度范围内，随冲击速度的提高呈线性增大，而在更高的速度冲击下，因HEA板厚度限制，位错线长度呈下降趋势。应力分析表明，冲击速度提高时，最大应力与塑性区域边界应力随着冲击速度的提高表现出非线性变化的二次函数关系。二次冲击下，几何特征方面，Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在冲击后形成类梯形的破坏区域，其上坑半径随冲击速度的变化呈现二次函数关系，二次冲击的最小影响区域也与冲击速度呈现二次函数关系；抗冲击性能方面，随着刚性球首次冲击速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也随之上升，HEA板材料抵抗冲击性能降低。在距冲击中心10 nm处，HEA板的弹道极限随首次冲击速度的提高而非线性减小，然而，二次冲击速度的提高会使首次冲击的影响减弱。
为了揭示高熵合金（high-entropy alloy, HEA）在冲击载荷下的相结构演变、位错分布、能量吸收及冲击累积效应的变化规律，通过分子动力学模拟，系统探讨了Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在受单次及二次冲击载荷下的动态响应行为。结果显示，首次冲击下，Al0.3CoCrFeNi高熵合金板的塑性区域相结构演变和能量吸收方式具有显著的冲击速度依赖性。随着冲击速度的提高，面心立方相结构的比例呈现三阶段下降趋势，而无序化结构则相应增加。在低速（0.5~1.0 km/s）冲击下，能量主要通过位错网络进行吸收；在中速（1.0~2.0 km/s）冲击下，位错与无序化原子共同吸收能量；在高速（2.0~3.0 km/s）冲击下，无序化原子主导吸收能量。位错线长度在刚性球0.5~0.8 km/s的冲击速度范围内，随冲击速度的提高呈线性增大，而在更高的速度冲击下，因HEA板厚度限制，位错线长度呈下降趋势。应力分析表明，冲击速度提高时，最大应力与塑性区域边界应力随着冲击速度的提高表现出非线性变化的二次函数关系。二次冲击下，几何特征方面，Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在冲击后形成类梯形的破坏区域，其上坑半径随冲击速度的变化呈现二次函数关系，二次冲击的最小影响区域也与冲击速度呈现二次函数关系；抗冲击性能方面，随着刚性球首次冲击速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也随之上升，HEA板材料抵抗冲击性能降低。在距冲击中心10 nm处，HEA板的弹道极限随首次冲击速度的提高而非线性减小，然而，二次冲击速度的提高会使首次冲击的影响减弱。
2026, 46(3): 031402.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0087
摘要:
为了进一步探索间隙C原子对CoCrNi基中熵合金的应变率效应和温度效应的影响，系统地研究了由面心立方（face-centered cubic，FCC）基体和三级层级沉淀微观结构组成的CoCrNiSi0.3C0.048中熵合金在宽温域、宽应变率范围内的压缩力学行为、微结构演化过程以及变形机理。结果表明，该合金在400 ℃下变形时，其真应力-真应变曲线呈现出明显的“锯齿流变”现象，而且随着应变的增大，锯齿的振幅逐渐减小，直至消失。此外，其准静态下流动应力随温度的变化曲线上出现了反常应力峰（第三型应变时效现象），在高应变率下，第三型应变时效引起的反常应力峰消失。通过微观结构的表征分析，推测其准静态下出现第三型应变时效现象主要是由于间隙C原子的存在，在塑性变形的不断进行和发展过程中，产生了一系列由致密位错胞、微带、层错、位错簇和变形孪晶等组成的类似于非均质结构的混合结构。这些混合结构加剧了间隙原子与移动位错之间的相互作用，进而钉扎位错，出现动态应变时效现象。在动态情况下并未出现第三型应变时效的原因可能是溶质原子的运动相较于位错的运动速度较慢，无法及时钉扎位错。另外，大量的纳米级SiC沉淀的析出弱化了动态加载下间隙原子的“钉扎”作用。
为了进一步探索间隙C原子对CoCrNi基中熵合金的应变率效应和温度效应的影响，系统地研究了由面心立方（face-centered cubic，FCC）基体和三级层级沉淀微观结构组成的CoCrNiSi0.3C0.048中熵合金在宽温域、宽应变率范围内的压缩力学行为、微结构演化过程以及变形机理。结果表明，该合金在400 ℃下变形时，其真应力-真应变曲线呈现出明显的“锯齿流变”现象，而且随着应变的增大，锯齿的振幅逐渐减小，直至消失。此外，其准静态下流动应力随温度的变化曲线上出现了反常应力峰（第三型应变时效现象），在高应变率下，第三型应变时效引起的反常应力峰消失。通过微观结构的表征分析，推测其准静态下出现第三型应变时效现象主要是由于间隙C原子的存在，在塑性变形的不断进行和发展过程中，产生了一系列由致密位错胞、微带、层错、位错簇和变形孪晶等组成的类似于非均质结构的混合结构。这些混合结构加剧了间隙原子与移动位错之间的相互作用，进而钉扎位错，出现动态应变时效现象。在动态情况下并未出现第三型应变时效的原因可能是溶质原子的运动相较于位错的运动速度较慢，无法及时钉扎位错。另外，大量的纳米级SiC沉淀的析出弱化了动态加载下间隙原子的“钉扎”作用。
2026, 46(3): 031403.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0339
摘要:
以CoCrFeNiMn高熵合金为研究对象，首先开展了不同温度与应变率下的压缩实验，获得了应力-应变数据；随后基于实验结果建立了修正的Johnson-Cook本构模型，并用于有限元仿真生成机器学习训练数据。在此基础上构建人工神经网络（artificial neural network, ANN）模型，对材料流动应力进行学习与预测。为实现神经网络在有限元框架中的高效应用，开发了基于FORTRAN的自动代码生成工具，将训练完成的ANN模型嵌入到Abaqus/Explicit计算平台中。结果表明，该方法预测精度高，相对误差低于1%，且计算效率优于传统本构模型。基于数据驱动的神经网络方法可有效替代传统本构模型在有限元中的应用，为金属材料的数值建模与模拟提供了一条有效路径。
以CoCrFeNiMn高熵合金为研究对象，首先开展了不同温度与应变率下的压缩实验，获得了应力-应变数据；随后基于实验结果建立了修正的Johnson-Cook本构模型，并用于有限元仿真生成机器学习训练数据。在此基础上构建人工神经网络（artificial neural network, ANN）模型，对材料流动应力进行学习与预测。为实现神经网络在有限元框架中的高效应用，开发了基于FORTRAN的自动代码生成工具，将训练完成的ANN模型嵌入到Abaqus/Explicit计算平台中。结果表明，该方法预测精度高，相对误差低于1%，且计算效率优于传统本构模型。基于数据驱动的神经网络方法可有效替代传统本构模型在有限元中的应用，为金属材料的数值建模与模拟提供了一条有效路径。
2026, 46(3): 031404.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0144
摘要:
探究了CoCrFeNiCux高熵合金作为药型罩材料在爆炸成型弹丸领域中的应用潜力，旨在通过优化药型罩结构提升爆炸成型弹丸的成形性能和毁伤效能。通过准静态和动态拉伸试验研究了CoCrFeNiCux高熵合金的力学性能，并拟合了Johnson-Cook本构模型参数。结果表明，2种高熵合金（x=0, 1）均表现出优异的塑性、延展性及正应变率敏感性，动态屈服强度随应变率升高显著提升。基于AUTODYN软件对比分析了紫铜与高熵合金药型罩的成形规律，发现高熵合金因强度高导致初始结构成形困难，弹丸尾部闭合不良。通过对药型罩进行均匀变壁厚优化，使形成的爆炸成型弹丸长径比分别提升至2.0（x=0）和2.5（x=1），速度分别达到2260 和2357 m/s。侵彻性能验证表明，优化后的弹丸对100 mm厚4340钢靶的侵彻深度分别为37.8和41.5 mm，对1000 mm厚C35混凝土靶的侵彻深度分别达287.6和303.7 mm，扩孔直径均超过装药口径的260%，显示出优异的侵彻毁伤能力。研究结果表明，通过优化CoCrFeNiCux高熵合金药型罩结构可显著改善爆炸成型弹丸的成形质量与侵彻性能，为高效毁伤战斗部设计提供了理论依据与新思路。
探究了CoCrFeNiCux高熵合金作为药型罩材料在爆炸成型弹丸领域中的应用潜力，旨在通过优化药型罩结构提升爆炸成型弹丸的成形性能和毁伤效能。通过准静态和动态拉伸试验研究了CoCrFeNiCux高熵合金的力学性能，并拟合了Johnson-Cook本构模型参数。结果表明，2种高熵合金（x=0, 1）均表现出优异的塑性、延展性及正应变率敏感性，动态屈服强度随应变率升高显著提升。基于AUTODYN软件对比分析了紫铜与高熵合金药型罩的成形规律，发现高熵合金因强度高导致初始结构成形困难，弹丸尾部闭合不良。通过对药型罩进行均匀变壁厚优化，使形成的爆炸成型弹丸长径比分别提升至2.0（x=0）和2.5（x=1），速度分别达到
2026, 46(3): 031405.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0325
摘要:
针对传统金属射流在侵彻混凝土目标时存在毁伤面积有限、动态响应不足等问题，首次提出了一种新型高熵合金/铝/聚四氟乙烯（high-entropy alloys/aluminium/polytetrafluoroethylene，HEA/Al/PTFE）双层含能复合药型罩结构。采用真空电弧熔炼、粉末压制与烧结工艺，成功制备出带截顶内衬的半球形复合罩，并通过试验与数值模拟相结合的方法，系统研究了其成型机理、侵彻特性与毁伤效能。试验结果表明，相较于单层HEA罩，该复合结构能显著增强混凝土内部的碎裂和裂纹扩展能力，有效融合了HEA的优异力学性能与Al/PTFE的高能量释放特性。数值模拟表明，内衬对HEA射流具有抑制径向发散、提升射流中段凝聚性的“包覆”作用，但其多次碰撞-追随-分离行为也会延迟系统动态平衡。进一步建立了该复合罩分区成型理论模型，通过引入能量损失系数修正爆轰能量传递过程。理论预测结果与数值模拟结果的对比显示，形成的射流半径与杵体半径的误差小于15%。在此基础上分析了内衬厚度和高度对射流成型的影响规律，确定最优参数为厚度3.5 mm、高度12 mm，可在射流凝聚性、长度及毁伤威力之间实现最佳平衡。
针对传统金属射流在侵彻混凝土目标时存在毁伤面积有限、动态响应不足等问题，首次提出了一种新型高熵合金/铝/聚四氟乙烯（high-entropy alloys/aluminium/polytetrafluoroethylene，HEA/Al/PTFE）双层含能复合药型罩结构。采用真空电弧熔炼、粉末压制与烧结工艺，成功制备出带截顶内衬的半球形复合罩，并通过试验与数值模拟相结合的方法，系统研究了其成型机理、侵彻特性与毁伤效能。试验结果表明，相较于单层HEA罩，该复合结构能显著增强混凝土内部的碎裂和裂纹扩展能力，有效融合了HEA的优异力学性能与Al/PTFE的高能量释放特性。数值模拟表明，内衬对HEA射流具有抑制径向发散、提升射流中段凝聚性的“包覆”作用，但其多次碰撞-追随-分离行为也会延迟系统动态平衡。进一步建立了该复合罩分区成型理论模型，通过引入能量损失系数修正爆轰能量传递过程。理论预测结果与数值模拟结果的对比显示，形成的射流半径与杵体半径的误差小于15%。在此基础上分析了内衬厚度和高度对射流成型的影响规律，确定最优参数为厚度3.5 mm、高度12 mm，可在射流凝聚性、长度及毁伤威力之间实现最佳平衡。
2026, 46(3): 033101.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
摘要:
针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题，在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上，提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计，高塑性2024-T3铝合金作为上面板，高强度7075-T6铝合金作为下面板，中间填充泡沫铝芯层，用以替代传统铝合金加筋板，旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先，通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验，验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性，结合参数反演与仿真算例，验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性；然后，利用Pam-crash软件对加筋板结构与泡沫铝夹芯结构端框进行了鸟撞瞬态冲击动力学仿真，对比分析了二者的冲击响应特性与能量吸收机理差异。结果表明：加筋板主要依靠塑性变形来吸收鸟撞能量，而泡沫铝夹芯结构则通过芯层的压缩坍塌失效、上面板的塑性大变形机制协同吸收能量；优化后的泡沫铝夹芯结构在能量吸收效率方面显著优于传统加筋板结构；基于泡沫铝夹芯结构的吸能特性，完成了覆盖挡板全区域的优化设计方案；基于全覆盖鸟撞冲击仿真结果，所提出的泡沫铝夹芯挡板设计方案在保持与现役结构同等抗鸟撞性能的前提下，减少了30%以上的结构质量。
针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题，在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上，提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计，高塑性2024-T3铝合金作为上面板，高强度7075-T6铝合金作为下面板，中间填充泡沫铝芯层，用以替代传统铝合金加筋板，旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先，通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验，验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性，结合参数反演与仿真算例，验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性；然后，利用Pam-crash软件对加筋板结构与泡沫铝夹芯结构端框进行了鸟撞瞬态冲击动力学仿真，对比分析了二者的冲击响应特性与能量吸收机理差异。结果表明：加筋板主要依靠塑性变形来吸收鸟撞能量，而泡沫铝夹芯结构则通过芯层的压缩坍塌失效、上面板的塑性大变形机制协同吸收能量；优化后的泡沫铝夹芯结构在能量吸收效率方面显著优于传统加筋板结构；基于泡沫铝夹芯结构的吸能特性，完成了覆盖挡板全区域的优化设计方案；基于全覆盖鸟撞冲击仿真结果，所提出的泡沫铝夹芯挡板设计方案在保持与现役结构同等抗鸟撞性能的前提下，减少了30%以上的结构质量。
2026, 46(3): 033102.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0208
摘要:
为研究循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及动态损伤本构模型，首先对高温（300~1100 ℃）作用后层理砂岩的物理特性进行测试；其次利用霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar，SHPB）装置开展了循环冲击下高温层理砂岩动力学特性研究；最后，基于层理岩石黏弹性损伤元件模型，构建了考虑高温-冲击荷载耦合损伤的层理岩石动态本构模型，并通过实验数据对模型进行了验证。结果表明：砂岩主要矿物晶体石英的变晶温度处于500~700 ℃之间。温度越高，砂岩表观颜色越深，质量越小，波速和峰值应力先减小后增大。温度对0°、45°层理砂岩造成的损伤更大，900 ℃时损伤最为显著。在1300 V冲击电压下，层理砂岩的峰值应力随冲击次数的增加呈现先升后降的趋势。冲击荷载使高温后的0°层理砂岩更容易破坏，而45°和60°层理砂岩表现出较强的抗冲击能力。模型预测曲线与试验曲线相差较小，表明该模型在描述高温层理砂岩循环冲击力学特性方面具有良好的适用性。
为研究循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及动态损伤本构模型，首先对高温（300~
2026, 46(3): 033103.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0164
摘要:
内凹蜂窝的悬链线增强方法通过同步改善中空结构提升承载、增强负泊松比效应、改善变形模式、利用悬链线结构高承载实现耐撞性的显著提升，在此基础上提出增强内凹蜂窝夹层梁。采用“冲压+粘接”方法分别制造传统、增强内凹蜂窝夹层梁金属样件开展三点弯曲实验，结果显示：悬链线结构通过抑制传统内凹蜂窝侧胞壁绕节点的旋转变形将其初始塑性变形后承载力的下降比例由29.3%减小至6.6%。相较于传统内凹蜂窝夹层梁，等相对密度增强内凹蜂窝夹层梁的最大承载力、能量吸收分别提高26.7%、8.9%。开展参数化研究确定面板、芯层壁厚对夹层梁三点弯曲力学行为均具有显著影响。基于参数化研究结果开展以面板、芯层壁厚为变量的夹层梁抗冲击性能多目标优化，相较于夹层梁初始结构，优化后夹层梁最大承载力和能量吸收分别提高64.9%和46.9%。与面内、面外传统蜂窝夹层梁分别进行等壁厚、等质量下的抗冲击性能对比，证明提出增强内凹蜂窝夹层梁更优异的吸能防护性能。研究结果可为传统蜂窝夹层结构的强化设计提供有益指导。
内凹蜂窝的悬链线增强方法通过同步改善中空结构提升承载、增强负泊松比效应、改善变形模式、利用悬链线结构高承载实现耐撞性的显著提升，在此基础上提出增强内凹蜂窝夹层梁。采用“冲压+粘接”方法分别制造传统、增强内凹蜂窝夹层梁金属样件开展三点弯曲实验，结果显示：悬链线结构通过抑制传统内凹蜂窝侧胞壁绕节点的旋转变形将其初始塑性变形后承载力的下降比例由29.3%减小至6.6%。相较于传统内凹蜂窝夹层梁，等相对密度增强内凹蜂窝夹层梁的最大承载力、能量吸收分别提高26.7%、8.9%。开展参数化研究确定面板、芯层壁厚对夹层梁三点弯曲力学行为均具有显著影响。基于参数化研究结果开展以面板、芯层壁厚为变量的夹层梁抗冲击性能多目标优化，相较于夹层梁初始结构，优化后夹层梁最大承载力和能量吸收分别提高64.9%和46.9%。与面内、面外传统蜂窝夹层梁分别进行等壁厚、等质量下的抗冲击性能对比，证明提出增强内凹蜂窝夹层梁更优异的吸能防护性能。研究结果可为传统蜂窝夹层结构的强化设计提供有益指导。
2026, 46(3): 033301.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0041
摘要:
随着超高速武器的飞速发展，开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对超高速武器战斗部打击普通强度混凝土（normal strength concrete, NSC）、超高性能混凝土（ultra-high performance concrete, UHPC）和刚玉块石混凝土（corundum rubble concrete, CRC）3种典型遮弹层问题，首先，通过对比钢/钨合金弹体侵彻3种靶体试验和数值仿真结果，验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺寸和材料模型参数取值等的可靠性；然后，基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略，建立了适用于原型工况分析的数值仿真分析方法；最后，在Ma为3～8工况下，开展了对AGM-183A超高速武器战斗部侵彻3种遮弹层的数值模拟。结果表明：AGM-183A超高速武器战斗部分别以Ma=4、Ma=4和Ma=3侵彻NSC、UHPC和CRC遮弹层的极限侵彻深度分别为4.26、3.74和1.00 m，侵彻速度继续增大时，弹体弧柱交接处因局部应力集中发生断裂等结构失稳现象，导致侵彻效能下降。与常规声速钻地武器战斗部SDB、WDU-43/B和BLU-109/B侵彻爆炸破坏深度相比，AGM-183A侵彻NSC遮弹层的深度分别达到3.2、1.6和1.8倍，侵彻UHPC遮弹层的深度分别达到4.7、2.1和2.2倍，侵彻CRC遮弹层的深度分别达到3.4、1.3和1.5倍。3种遮弹层抗AGM-183A超高速武器战斗部侵彻的建议设计厚度分别为8.01、7.03和1.88 m，UHPC相对NSC遮弹层的抗超高速侵彻能力提升不明显，CRC遮弹层可以有效兼顾抵抗常规声速和超高速战斗部打击，建议设计时优先采用。
随着超高速武器的飞速发展，开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对超高速武器战斗部打击普通强度混凝土（normal strength concrete, NSC）、超高性能混凝土（ultra-high performance concrete, UHPC）和刚玉块石混凝土（corundum rubble concrete, CRC）3种典型遮弹层问题，首先，通过对比钢/钨合金弹体侵彻3种靶体试验和数值仿真结果，验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺寸和材料模型参数取值等的可靠性；然后，基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略，建立了适用于原型工况分析的数值仿真分析方法；最后，在Ma为3～8工况下，开展了对AGM-183A超高速武器战斗部侵彻3种遮弹层的数值模拟。结果表明：AGM-183A超高速武器战斗部分别以Ma=4、Ma=4和Ma=3侵彻NSC、UHPC和CRC遮弹层的极限侵彻深度分别为4.26、3.74和1.00 m，侵彻速度继续增大时，弹体弧柱交接处因局部应力集中发生断裂等结构失稳现象，导致侵彻效能下降。与常规声速钻地武器战斗部SDB、WDU-43/B和BLU-109/B侵彻爆炸破坏深度相比，AGM-183A侵彻NSC遮弹层的深度分别达到3.2、1.6和1.8倍，侵彻UHPC遮弹层的深度分别达到4.7、2.1和2.2倍，侵彻CRC遮弹层的深度分别达到3.4、1.3和1.5倍。3种遮弹层抗AGM-183A超高速武器战斗部侵彻的建议设计厚度分别为8.01、7.03和1.88 m，UHPC相对NSC遮弹层的抗超高速侵彻能力提升不明显，CRC遮弹层可以有效兼顾抵抗常规声速和超高速战斗部打击，建议设计时优先采用。
2026, 46(3): 033302.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0505
摘要:
针对飞行器常用的碳纤维增强聚合物基复合材料层合板（carbon fiber-reinforced polymer，CFRP）抗冲击性能研究需求，对T800/3200 CFRP层合板进行球形破片侵彻试验与静爆试验，使用CT扫描技术与毁伤评估理论进行深入分析，研究了T800/3200 CFRP层合板在破片侵彻与爆炸冲击波2种典型载荷下的损伤特性与性能，并与航空制造业常用的2024-T3航空铝进行了试验对比。研究表明：T800/3200 CFRP层合板遭受球形破片侵彻后将产生近似台体的脱层失效区域，且失效区域的体积随着破片侵彻速度的增大而减小；T800/3200 CFRP层合板抵抗破片冲击载荷的能力不及航空铝板，吸收动能的能力约为航空铝板的一半；但其抗爆性能显著优于航空铝，在航行任务中更有助于保证飞行器的安全。
针对飞行器常用的碳纤维增强聚合物基复合材料层合板（carbon fiber-reinforced polymer，CFRP）抗冲击性能研究需求，对T800/3200 CFRP层合板进行球形破片侵彻试验与静爆试验，使用CT扫描技术与毁伤评估理论进行深入分析，研究了T800/3200 CFRP层合板在破片侵彻与爆炸冲击波2种典型载荷下的损伤特性与性能，并与航空制造业常用的2024-T3航空铝进行了试验对比。研究表明：T800/3200 CFRP层合板遭受球形破片侵彻后将产生近似台体的脱层失效区域，且失效区域的体积随着破片侵彻速度的增大而减小；T800/3200 CFRP层合板抵抗破片冲击载荷的能力不及航空铝板，吸收动能的能力约为航空铝板的一半；但其抗爆性能显著优于航空铝，在航行任务中更有助于保证飞行器的安全。
2026, 46(3): 034201.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0443
摘要:
超临界CO2相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发与地应力耦合条件下的超临界CO2相变破岩机制，针对CO2现场破岩实际工况，基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力，结合一维爆生气体膨胀理论，构建了地应力作用下多孔冲击波与高压气体联合破岩半径预测模型，并通过现场多孔CO2相变破岩试验进行了对比验证。结果表明：当致裂管埋深较浅时，地应力对岩体应力分布的影响较微弱；当单孔压力一致时，致裂孔数量越多，各孔的叠加峰值应力越大；在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈U形抛物线分布，两端的致裂孔的叠加应力最大；而在平行于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈倒U形抛物线分布，中部致裂孔的叠加应力最大。此外，利用声波测试得到的现场多孔冲击下岩体损伤破坏范围呈三维漏斗状，竖向损伤破坏范围在5.05～5.73 m之间，平面损伤破坏范围在4.3～5.6 m之间，其中平面损伤破坏范围测试值与理论计算值的相对误差在5.0%～18.7%之间，计算误差多来自各致裂孔叠加应力的不均匀性。进一步分析可知：超临界CO2相变破岩半径随致裂孔叠加应力呈半抛物线式增长，随致裂孔深度呈对数式增长；当岩体抗压强度增大时，岩石断裂韧度近线性增长，对应破岩半径近线性下降。研究成果可为多孔超临界CO2相变破岩工程参数优化提供定量化设计依据。
超临界CO2相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发与地应力耦合条件下的超临界CO2相变破岩机制，针对CO2现场破岩实际工况，基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力，结合一维爆生气体膨胀理论，构建了地应力作用下多孔冲击波与高压气体联合破岩半径预测模型，并通过现场多孔CO2相变破岩试验进行了对比验证。结果表明：当致裂管埋深较浅时，地应力对岩体应力分布的影响较微弱；当单孔压力一致时，致裂孔数量越多，各孔的叠加峰值应力越大；在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈U形抛物线分布，两端的致裂孔的叠加应力最大；而在平行于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈倒U形抛物线分布，中部致裂孔的叠加应力最大。此外，利用声波测试得到的现场多孔冲击下岩体损伤破坏范围呈三维漏斗状，竖向损伤破坏范围在5.05～5.73 m之间，平面损伤破坏范围在4.3～5.6 m之间，其中平面损伤破坏范围测试值与理论计算值的相对误差在5.0%～18.7%之间，计算误差多来自各致裂孔叠加应力的不均匀性。进一步分析可知：超临界CO2相变破岩半径随致裂孔叠加应力呈半抛物线式增长，随致裂孔深度呈对数式增长；当岩体抗压强度增大时，岩石断裂韧度近线性增长，对应破岩半径近线性下降。研究成果可为多孔超临界CO2相变破岩工程参数优化提供定量化设计依据。
2026, 46(3): 034202.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0178
摘要:
基于热最优输运无网格（hot optimal transportation meshfree, HOTM）方法，提出了能够准确预测弹药在冲击载荷下响应特性的无网格数值仿真方法，建立了炸药在冲击载荷下的高精度热-力-化学耦合模型，综合考虑了炸药起爆过程中的温度效应和压力效应，将炸药起爆的Arrhenius热-化学反应耦合模型和局部高压引发的Lee-Tarver压力三项式点火模型有机耦合，实现了对不同冲击速度下炸药不同起爆机制的准确模拟，从而预测弹药在遭受冲击载荷过程中的高速接触、金属外壳大塑性变形、材料断裂、热传导、炸药起爆、化学反应产物膨胀做功等复杂的物理现象。以子弹撞击弹药（850 m/s）和破片撞击弹药（1850 m/s）2种不同冲击速度的典型冲击场景数值模拟为例，分析了冲击速度对炸药起爆机制和弹药整体响应的影响规律，并与相关试验结果进行了对比。结果表明，本方法可有效刻画冲击作用下的材料大变形、摩擦生热、热点形成及化学反应传播等耦合机制，可为弹药抗冲击设计优化和安全性评估提供可靠的技术支撑。
基于热最优输运无网格（hot optimal transportation meshfree, HOTM）方法，提出了能够准确预测弹药在冲击载荷下响应特性的无网格数值仿真方法，建立了炸药在冲击载荷下的高精度热-力-化学耦合模型，综合考虑了炸药起爆过程中的温度效应和压力效应，将炸药起爆的Arrhenius热-化学反应耦合模型和局部高压引发的Lee-Tarver压力三项式点火模型有机耦合，实现了对不同冲击速度下炸药不同起爆机制的准确模拟，从而预测弹药在遭受冲击载荷过程中的高速接触、金属外壳大塑性变形、材料断裂、热传导、炸药起爆、化学反应产物膨胀做功等复杂的物理现象。以子弹撞击弹药（850 m/s）和破片撞击弹药（
