混凝土和钢筋是基础设施建设的主要原料,不仅被广泛地应用于民用领域,而且也常被用做防护材料应用于军事领域。在军事上,譬如地下指挥工事、武器弹药库和油料库等重要的军事工程;在民用领域,混凝土被用来浇筑核设施的安全壳、大型桥梁和一些超高层建筑物等。当这些重要的建筑物作为攻击目标时,如何有效的摧毁目标和有效发挥防护功能成为主要关注问题。已有的研究成果主要集中在弹体侵彻素混凝土靶方面,事实上,实际的防护工程通常是配有钢筋的钢筋混凝土结构,相对于素混凝土来说,侵彻过程中弹体所受到的阻力应该是由混凝土和钢筋共同决定,钢筋因素也会严重影响弹体侵彻的最终结果,因此,研究钢筋因素对混凝土靶板抗侵彻性能影响成为了重点。论文采用分离式建模方法建立钢筋混凝土靶板模型,利用LS-DYNA有限元显式非线性动力分析软件对刚性弹侵彻钢筋混凝土靶板进行数值模拟,考虑钢筋因素对混凝土抗侵彻性能的影响,论文主要研究内容为:(1)介绍了素混凝土在侵彻过程中各响应区形成的过程,根据各响应区产生的特点,以混凝土极限压应变和极限拉应变两阈值为依据,对侵彻过程中混凝土靶空腔膨胀响应区域进行了识别划分,得到了侵彻过程中混凝土各响应区的区域大小;最后讨论了侵彻速度对粉碎区和破裂区大小的影响以及侵彻对破裂区和粉碎区边界膨胀速度的影响规律。结果表明,随着弹体侵彻速度的增大,混凝土粉碎区和破裂区界面速度都增大,粉碎区半径增大,而破裂区半径却减小;当侵彻速度达到某一特定值时,破裂区将会消失。(2)首先,在前文对混凝土各响应区域识别划分方法的基础上,给出钢筋混凝土靶在侵彻过程中各响应区的大小,并与素混凝土进行对比,得出钢筋对各响应区影响的大小,以此来推断钢筋对混凝土起到的约束作用;然后讨论了配筋率对混凝土各响应区域影响规律;最后给出钢筋的约束作用对混凝土侵彻阻力影响规律。结果表明,钢筋对混凝土各响应区域的影响显著,钢筋的存在抑制了各响应区域的扩展;同一侵彻速度下,随着配筋率的增大破裂区和粉碎区大小以及相应的边界膨胀速度都有所减小,说明钢筋对混凝土的环向约束作用减小了混凝土的开裂区域和粉碎区域,抑制各边界的膨胀速度,从而降低了混凝土损伤区域。