随着超高速撞击在空间防护及军事上的应用,国内外对超高速撞击领域的研究越来越深入,特别是对弹体超高速撞击薄板产生破片群的相关特性研究。在对杆式弹体超高速撞击单层薄板研究之后,人们又聚焦于多层防护靶的研究。基于以上背景,本文开展了杆式钨合金弹超高速撞击多层钢靶的穿甲模型研究。本文利用二级轻气炮开展了杆式钨合金弹以1.5～3 km/s的速度撞击单层及多层钢靶实验,并结合AUTODYN软件中SPH（无网格算法）数值模拟对靶板穿孔孔径大小、剩余弹长、单层及多层破片群模型进行研究,研究结果可为杆式钨合金弹体超高速撞击多层钢靶提供重要参考意义,其主要内容及结论如下:1、从理论、实验、数值模拟以及碎片云模型方面进行综述,分析了国内外对超高速撞击的研究现状,介绍了冲击波理论、杆式钨合金弹撞击钢靶时冲击波速度与粒子速度的关系以及弹靶破碎理论。2、介绍了二级轻气炮实验,确定实验方案及内容。保持模拟计算条件与实验条件相同的情况下,通过比对破片群形貌、弹体剩余长度、剩余弹体速度以及破片纵向扩展速度大小确定材料及模型参数,利用实验结果证明了参数选用的合理性。3、通过实验与数值模拟得到杆式钨合金弹体超高速撞击单层钢靶穿甲模型。首先分析了撞击过程中弹靶破片的数量及质量变化规律。其次,研究在不同撞击条件下,材料参数对杆式钨合金弹体超高速撞击下靶板的穿孔孔径大小影响规律,建立了靶板穿孔预估模型并验证。同时结合超高速撞击实验得到不同撞击条件下,弹体穿透第一层靶板后剩余弹体的长度数据,结合数值模拟数据拟合得到了计算模型并加以验证。最后,根据质量、动量以及能量守恒条件,结合穿孔孔径大小公式与剩余弹长公式,推导出超高速撞击单层靶板产生的破片群模型并加以验证。4、基于单层穿甲模型,结合多层钢靶的实验与数值模拟结果,得到杆式钨合金弹体超高速撞击多层钢靶穿甲模型。首先利用弹体长度侵蚀机理和弹体速度损失规律,建立了超高速撞击多层穿甲能力快速预估模型。其次,分析了多层靶板毁伤规律,并在此基础上推导出多层撕裂穿孔毁伤模型,经过验证,该模型与实验结果基本吻合。最后,在第一层穿甲模型的基础上,根据弹体及弹靶破片贯穿条件,推导出多层破片群模型,该模型很好的描述了多层穿甲后各层钢靶后的破片群的特征参数。