现代战争中,轻武器得到了大量使用,即使在未来海陆空一体化联合作战的战场上,轻武器仍将是不可或缺的武器。枪弹是现代轻武器最基本的杀伤元,主要功能是杀伤人员等有生目标。有效地仿真和评估轻武器杀伤元杀伤效应对战伤救治以及枪弹性能优化具有重要的指导意义。目前,国内在杀伤元与靶标相互作用的基础理论、实验、仿真和效能评估方法的研究及相关平台建设方面还有较大不足,无法满足枪弹迅速发展的需求。因此,开展轻武器杀伤元杀伤效应仿真和评估系统平台建设及相关关键技术的研究具有重要意义。本文主要研究内容如下:为降低利用有限元方法仿真分析杀伤元与靶标相互作用的专业性要求,提高用户建模与仿真的效率,开展了基于Visual Basic和APDL的杀伤元侵彻明胶的参数化建模方法研究,并基于该方法分析了杀伤元参数对杀伤效应的影响。理论研究了步枪弹在侵彻明胶过程中有效接触面积的变化,通过引入面积分离率的概念和弹头长径比的影响,提出了阻力系数、升力系数与翻转角的关系式,进而建立了基于关系式的步枪弹侵彻明胶的运动方程。考虑弹体姿态与弹头能量释放的关系,基于明胶中步枪弹运动方程建立了明胶瞬时空腔运动模型。利用实验数据和数值仿真结果对新建立的关系式和运动模型进行了验证。基于人体横断面切片图像数据集CVH,构建了三维人体体素模型,结合伤道重建方法、损伤评估准则和人体损伤评估算法,建立了数字化人体损伤模型,可用于定量评估人体被杀伤元击中后的创伤严重程度和组织器官损伤引起的战士战斗力丧失情况。以人体体素模型为模拟靶标,提出了基于数字化人体损伤模型的杀伤元杀伤效能评估方法。此外,将本体技术引入到了人体损伤评估领域,结合SWRL规则和Jess推理,提出了一种基于知识的人体损伤评估方法。通过算例验证了上述方法和模型的可行性和有效性。为快速准确地从杀伤效应研究的历史试验数据中得到隐藏的知识,提出了基于数据挖掘的杀伤效应预测方法,建立了基于K-Means聚类和模糊关联规则的挖掘算法模型。利用该方法对不同杀伤元侵彻肥皂的关联规则进行了挖掘,并对强关联规则进行了验证。设计和开发了轻武器杀伤元杀伤效应仿真与评估系统(Effectiveness Simulation and Assessment System of Small Arms Ammo,ESAS-SAA),给出了 ESAS-SAA 系统的系统框架、总体结构和功能模型,并说明了系统中各个子系统功能模块的详细设计和实现方法。