随着计算机技术和数值计算方法的不断发展,数值模拟成为建筑结构承受冲击及爆炸作用研究的一种重要研究手段。在动态载荷作用下,材料的应力-应变关系变得更为复杂,因而选择合理有效的材料本构关系对数值模拟结果的准确性起着至关重要的作用。目前,国外对于金属材料动态本构关系的研究已日趋成熟,Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong、Khan-Liang等多种本构关系在工程领域已得到广泛应用。而国内金属材料研究中所采用的动态本构关系多为沿用上述本构模型或在其基础上进行修正。本文以Paul本构模型为基础研究了Q235B钢的动态力学行为,提出修正Paul(M-Paul)本构模型并完成模型参数的标定,然后通过靶板侵彻试验和数值模拟相结合的方法验证了材料模型的准确性。本文主要开展了如下研究工作:1.Q235B钢M-Paul动态本构关系的构建研究了Paul本构模型的表达式及参数获取方法,并与修正Johnson-Cook本构模型进行比较。基于ABAQUS/Standard通用分析求解器和Isight数值优化软件,对Paul本构模型的材料参数进行了标定。在标定过程中发现模型的温度相关项不能合理描述Q235B钢的温度软化行为,故对原始模型进行修正得到M-Paul本构模型。通过将M-Paul和修正Johnson-Cook本构模型预测的流动曲线与试验结果进行对比,验证了M-Paul本构模型对试验预测的准确性。2.Q235B钢、Q460D钢的靶板侵彻试验研究采用一级轻气炮试验装置,开展了平头弹体侵彻Q235B钢靶板和尖头弹体侵彻Q460D钢靶板的试验,通过高速摄像系统记录了弹体冲击靶板的初始速度和剩余速度,利用最小二乘法分别拟合得到了两组靶板侵彻试验的弹道极限,并对试验结果进行分析,分别得到了Q235B钢靶板和Q460D钢靶板遭受弹体侵彻的破坏形式。3.平头弹体侵彻Q235B钢靶板的数值模拟研究基于ABAQUS/Explicit显式求解器,建立了与平头弹体侵彻Q235B钢靶板试验相对应的数值模型,选用M-Paul、修正Johnson-Cook及Johnson-Cook本构模型分别作为材料强度模型,修正Johnson-Cook断裂准则作为失效模型,开展了相应的数值模拟研究,通过对比数值模拟及试验结果验证了本文提出的M-Paul本构模型的准确性。