LS-DYNA短型金属复合筒对粘土的高速侵彻效果(2)
随着军事科技的进一步发展，在当今世界里，战争已经逐渐从地面、海上和空中的较量向太空、地下和深海的较量。为了对付敌方越来越强的从空中打击地面目标的能力，防御大规模杀伤性武器的袭击，具有重要战略价值的战略指挥中心、重要武器生产工厂、战略导弹发射装置等大批转入地下，而且防御结构也越来越坚固[1、2]。根据不完全统计，全世界大约有不低于一万五千处地下军用设施，而在这当中有超过一千处是具有非常重要的战略意义的洲际弹道导弹发射井，生化武器设施等位于地底深层的目标。深层工事目标是指作战中心，潜艇掩体，飞机掩体，地下导弹基地等具有重要军事战略价值的目标。这些目标具有深埋，多层，加固等特点的，主要以混凝土作为防护材料，并深埋于地下3-12米。美国国防情报局（DIA）的最新估计显示，该数字已增加到1400个以上[3]。
侵彻问题的应用背景十分广泛，因而引起了较大关注和较为深入的研究。与侵彻问题相关的实例有很多。例如：太空垃圾对卫星的碰撞、炮弹对混凝土工事的碰撞以及装甲防护工程，都需要较为深入的研究、了解侵彻规律。同时研究侵彻问题还存在一个十分重要的动机：其所具有的影响重大的国防意义。由于科技的不断进步，当今社会已进入信息化时代，战争形式也随之发生了巨大变化，大量高科技武器和先进装备被投入使用。同时，在现代战争中，对抗性越来越强，对敌控制指挥中心等重要设施实施打击的一个十分关键的环节就是多重目标复杂介质的侵彻，例如“战斧-3”巡航导弹、GBU-24/B 精确制导的钻地炸弹，这些武器可实现炸点精确控制和反深层目标侵彻[4、5]。
除了侵彻问题在武器研制中发挥的巨大作用之外，在另一方面，其研究同样对防护类装甲的研究及防护工程具有重大意义；另外，有关穿甲弹、破甲弹、碎甲弹的研制都需要对其侵彻的规律的认识和研究。由此可见，面对潜在的威胁，深入地研究侵彻过程无论对于保护国家安全还是文护世界和平都具有重大的意义[6]。
1.2 侵彻问题研究的发展状况
有关弹丸侵彻理论和实验研究已经有了非常久远的历史，早在十八世纪上半叶，罗宾斯和欧拉就进行了有关弹体侵彻靶体的相关实验和研究，并以此为基础和依据，提出了有关侵彻问题的经验公式，到了二十世纪中期，英国科学家G.L.泰勒做了大量有关屈服强度与扩孔理论的相关工作，他的贡献十分杰出，并且有关侵彻的研究从此逐渐被推向一个理论高潮。而在这个时候，研究方向偏向于研究靶体的断裂、破坏情况，并以此来建立可行的有效分析理论。自从二十世纪优尔十年代开始，世界各国开始普遍关注高速碰撞和高速侵彻的过程，侵彻开始作为一门独立的学科被科学家们所重视，他们开始对侵彻进行较为系统的研究。在优尔十到八十年代之间，世界各国的研究主要集中在认识弹体侵彻靶体中的基本物理现象。他们不仅注重实验的数据，同时提出了预测侵彻深度及弹体减速度作用力的经验公式[7、8]。从九十年代开始，一大批钻地武器开始在战争中发挥作用，钻地弹的侵彻问题也开始逐渐引起了人们的普遍专注。该领域的研究进入全面发展阶段[9]，在该阶段，各国均已开始进行武器试验，提出了多种侵彻模型，并且开发了多种用于进行数值模拟的计算机程序。
最近几年，包括美国、以色列、日本、德国在内的多个国家都十分关注弹头侵彻混凝土的侵彻研究工作。这些国家在工程分析、试验和数值模拟方面做了大量的研究工作，有些方面取得了重大的进展和突破[10]。近年来国内许多学者在弹靶碰撞、侵彻问题研究方面也做了很多试验和理论研究工作，但总体来说国内对侵彻类武器及其防护的研究依然处于发展时期[11、12]。目前，国内从事防护技术及地质类材料侵彻技术研究的单位主要有有航天工业公司714所，061基地、兵器工业212所、西南流体物理研究所、西北核技术研究所、核工业总公司、总参工程兵三所、四所等以及国防科学技术大学、中国科技大学、北京理工大学、南京工程兵学院、南京理工大学等[12]。
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