混凝土结构作为防护工程中常见的结构形式，新型混凝土材料发展快速，因此研究弹体与靶体之间的作用行为显得愈加重要和急迫。目前大部分研究工作仍集中于正入射情况，对斜侵彻的弹道研究还不够深入。弹体非正侵彻/贯穿有限厚靶的弹道偏转、靶体背面崩落等问题的研究还不够充分，需要进行更多相关研究。围绕这一主题，采用理论分析、试验研究和数值仿真三者相结合的方法重点开展了弹体对混凝土靶的斜侵彻和正、斜贯穿机理的研究。研究结果可为侵彻体的侵彻能力预估、结构响应分析、结构优化及材料选择提供理论基础。本文的主要研究内容及结论包括:　　1)弹体斜侵彻(倾角和攻角)半无限厚混凝土靶研究　　利用应力波表层损伤理论分析混凝土表层开坑区的破坏特性，在应力波反射形成层裂的基础上解释靶面成坑机理，考虑了靶体表面层裂对斜侵彻的影响，结合刚体运动学理论，推导了斜侵彻弹体头部表面的应力公式，从而成功的得到了适合不同着靶姿态的、不同头部形状的弹体侵彻混凝土靶的计算模型。开展了弹体斜侵彻混凝土靶的试验研究，获得了弹体的侵彻深度、偏转角等试验数据，从而对理论模型进行验证。试验结果与理论计算吻合较好，验证了基于层裂机理的斜侵彻模型的可靠性。　　2)弹体斜侵彻混凝土过程中的弹道偏转和跳弹研究　　首先就弹体结构对弹道偏转的影响因素进行无量纲分析，建立不同头部形状的斜侵彻仿真模型;采用不同倾角和攻角对偏转特性进行模拟计算。结果表明:截卵形弹弹道偏离角小，抗弹道姿态劣化的能力强，侵彻弹道相对稳定性好，内凹形与尖卵形弹体次之;偏转角和弹道偏移量随着头型系数的增大而减小;弹头前端复合为高密度、高硬度的钨合金材料弹体侵彻能力较强，弹道偏转角较小;侵彻深度随着倾角的增大而减小，偏转角随着倾角的增大而增大;负攻角对斜侵彻的弹道偏转具有一定的抑制作用，正攻角对斜侵彻的弹道偏转具有放大作用。　　对跳弹现象的产生原因进行理论分析。开展了跳弹现象的试验研究和构建了跳弹的仿真模型。数值模拟了弹体斜侵彻半无限厚混凝土靶时产生跳弹现象的全过程，并将数值仿真结果与试验结果进行了对比分析，研究结果表明:弹体头部越锐长，跳弹临界角越大;速度越大，抗跳飞能力越强，跳弹临界角越大。最后以对各种影响因素进行定性研究，通过正交试验分析找出作用关系。结果表明:弹体材料、头部形状和速度是影响翻转力矩和跳弹的因素，影响显著性排序为头部形状、弹体材料和速度。　　3)弹体贯穿有限厚混凝土靶的研究　　对不同厚度的靶体垂直贯穿过程进行分阶段描述，应用层裂机理对靶体背面的弹坑进行定性分析。通过弹体侵彻有限厚混凝土靶板的模型试验，获得了靶板贯穿破坏的典型模式和贯穿后的剩余速度。对试验中的靶板贯穿过程进行了数值模拟，形象地描绘出混凝土靶板发生贯穿破坏的物理过程。通过量纲分析，得到了表征混凝土靶冲击破坏效果各参数之间的无量纲关系，利用最小二乘法对试验数据进行曲线拟合，导出了贯穿条件下的剩余速度计算公式，取得了三者吻合很好的效果。　　基于靶体自由表面的层裂机理和冲塞破坏假定，引入头部形状因子和撞击函数，建立了有限厚混凝土靶的新型斜贯穿工程模型，该模型分为开坑段、扩孔段和剪切冲塞段三个阶段。构建了弹体斜贯穿混凝土靶的数值仿真模型，并与上述斜贯穿过程模型进行了对比，计算得到了贯穿后的剩余速度和转角等曲线值，结果表明:理论结果与仿真结果较为吻合，该模型可以为有限厚靶的侵彻机理提供参考依据。　　4)混凝土靶结构的等效研究　　对弹体侵彻有界混凝土靶模型进行理论分析，以此为基础对圆柱形靶体在自由边界和无反射边界下，卵形弹以不同速度侵彻混凝土靶的情况进行了数值模拟，以此得到靶体直径大小与可以忽略靶体侧面约束影响的侵彻速度的关系。数值计算给出了在不同约束边界条件下对侵彻靶体的影响来等效半无限靶板，分析钢板约束对侵彻深度的影响，根据不同弹靶直径比得到等效的边界约束，根据不同的试验要求设计不同尺寸的混凝土靶以达到侵彻半无限靶的目的，从而大大降低工程试验成本。　　对钢筋混凝土靶与素混凝土靶抗侵彻能力的等效关系进行研究，采用25mm滑膛炮对两种靶体介质进行正侵彻试验，获得了着靶速度、侵彻深度、开坑直径以及开坑深度等参数。结果表明:侵彻深度随着配筋率的提高略有降低，钢筋的掺加有利于提高靶体的抗侵彻能力，钢筋混凝土比素混凝土抗侵彻能力强。利用LS-DYNA软件模拟了弹体以相同的速度贯穿素混凝土靶和钢筋混凝土靶的过程，得到两种靶体厚度的等效关系，该研究能够为等效靶构建提供理论依据及数据参考。