机动、灵活、快速是现代战争的特征。这一特征要求机动装甲车辆具有一定的防护能力的同时要求装甲车辆整体重量保持在较低水平,以此提供装甲车辆更好的机动性,即要求装甲轻型化。传统的陶瓷金属双叠层装甲虽然有一定的轻型化趋势,但是陶瓷金属界面上阻抗的不匹配,使得反射拉伸波对陶瓷面板造成损伤,造成陶瓷破碎锥现象。为了解决陶瓷金属界面上阻抗不匹配问题,一种是研究新型陶瓷材料,另一种是研究梯度复合装甲。梯度复合装甲是陶瓷材料物性连续变化过渡到金属材料物性,具有没有明显的离散界面、抗冲击能力更强、面密度低等特点,因此是一种理想的装甲材料。但是对于梯度复合装甲的抗弹机理研究还处于起步阶段。本文对Al2O3/Steel梯度复合装甲的梯度材料参数进行了拟合确定,对梯度装甲的抗弹机理进行了探讨性的研究,并提出一种梯度结构性能参数的优化方法,以期对梯度装甲的设计提供指导。本文主要内容如下：首先由描述金属材料动态力学性能的JC本构模型与线性状态方程,和描述陶瓷材料动态力学性能的JH2本构料模型,依据细观力学混合体积法,得到梯度材料的本构模型。其次为了验证梯度材料的本构模型的合理性,对梯度材料与双叠层材料的抗弹性能进行了对比。梯度材料抗弹性能优于双叠层材料。本文从靶板的应力状态以及材料的内部应力波传播特性和由霍普金森杆得到的动态应力应变曲线等三个方面对梯度材料的抗弹机理进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明：(1),在子弹冲击两种靶板时,梯度材料的各层材料的抗弹性能比双叠层靶板的有所增强。(2)Al2O3/Steel梯度材料的等效弹性模量比Al2O3/Steel双叠层材料高；(3)梯度材料内部应力反射波与透射波与双叠层材料相比,达到波峰值的时间有一定的延迟。最后研究了不同梯度结构参数对于梯度材料抗弹性能的影响,如梯度材料层数与梯度材料分布指数。结果表明考虑梯度层数影响时,6层的抗弹性能更好；考虑梯度材料分布指数时,梯度指数b=1时的抗弹性能更好。为了考虑更多的梯度分布形式,由于梯度结构参数对于梯度材料抗弹性能影响的复杂性,本文采用共轭梯度下降法对梯度结构厚度进行了优化。