本文采用在有限元模型中嵌入内聚力单元的方法,研究了防护结构抗钨合金长杆弹侵彻问题,主要探讨了不同弹靶机制下靶板在长杆弹侵彻下的破坏,裂纹的产生和扩展,以及在斜侵彻中长杆弹侵彻厚金属靶板之后,出现的弯曲断裂现象。通过对靶板和长杆弹的破坏的研究,讨论了防护结构的抗侵彻性能。研究在ABAQUS软件计算平台开展,采用的主要方法为在有限元模型中批量嵌入内聚力单元,建立合理的内聚力模型反应真实的材料性能。文中详细的介绍分析了内聚力模型的本构关系,对模型参数的进行了具体分析。由于内聚力模型的应用限制,本文对有限元模型进行了简化,通过约束垂直于陶瓷厚度方向自由度的方法,在三维建模中建立平面应变问题。在研究陶瓷金属复合靶抗钨合金长杆弹侵彻中,在陶瓷靶中批量嵌入内聚力单元之后,可以模拟出陶瓷靶中裂纹的起始,传播扩展,直至整个靶板失去抵抗能力。模拟结果中,可以清楚地观察到陶瓷靶受冲击后产生的粉碎区域、大裂纹区。以及在陶瓷和金属背板的界面处,由于拉伸波的作用产生的裂纹。通过输出损伤模式,可以区分剪切破坏以及拉伸破坏。对于不同弹靶机制下的陶瓷金属复合靶的研究。可以看到不同形状弹头的长杆弹侵彻靶板时,陶瓷的破碎情况有所不同,根据长杆弹的动能损失情况可知,陶瓷金属复合靶对于锥形头长杆弹侵彻的抵抗能力较弱。在钨合金长杆弹侵彻倾斜放置的金属靶有限元模拟中,本文重点关注了长杆弹在穿透靶板之后的形貌。在长杆弹中螺纹处嵌入内聚力单元开展模拟,可以观察到带有螺纹的长杆弹在侵彻倾斜放置的金属靶时,会出现弯曲断裂现象,这一模拟结果与实验中观察的弹体的弯折现象基本一致,与实验后回收的弹体破坏形貌相似。在长径比较大的长杆弹侵彻工况下,相当于初始存在损伤的螺纹对于长杆弹侵彻的影响是不可以忽略不计的。发生弯曲、偏转之后的长杆弹的侵彻能力明显下降,本文通过模拟长杆弹侵彻多层金属靶防护结构,得到了合适的飞行空间,以及前置金属靶的厚度,为防护结构的设计提供了依据。