本论文主要研究钨合金材料从制备到应用的数值模拟和理论实验研究,对如何通过有效的方法提高钨合金粉末的等离子制备性能进行了分析,数值计算了通过等离子炬方法制备超微钨粉过程中的速度场和温度场；钨粉在等离子烧结过程中的温度场和致密过程,及温度场与材料细微观性能和力学性能之间的关系。将制备出的钨合金成品和不同靶板进行不同温度下的动态的拉伸、压缩和剪切实验,并通过一定的数值方法拟合得到不同材料的参数,将实验得到的数值模型添加到LS-DYNA数值计算软件计算了钨合金长杆弹高速侵彻不同靶板侵彻过程中弹体和靶板的力学性能,为高比重钨合金长杆弹的研制和性能研究提供一定的理论数值支持。全文主要研究内容如下：(1)研究了利用等离子炬制备超微钨粉的过程。根据传热学Navier-Stocks方程以及电磁理论,在高频感应等离子炬中建立了电热以及流体耦合控制方程,通过添加有限外场简化对向量势边界条件的描述,首次利用多场耦合软件通过有限元方法对制粉过程中的电热效应以及流体热交互耦合进行了数值模拟,得到了高频等离子炬气动过程中的速度场以及温度场,并依据一定输入功率下高频感应等离子炬的特征探讨了在实际制粉过程中的一些参数。(2)研究了利用等离子烧结技术制备钨块体材料过程中的温度场及其对成品的性能影响。根据传热学以及电磁理论,在放电等离子体烧结的典型烧结条件下建立了电热耦合控制方程,利用有限元方法对钨粉试样在烧结中的电热效应进行了数值模拟,得到烧结过程中电流密度,能量密度以及温度场分布,并使用一种适用于导电粉体的等离子烧结机制解释了烧结过程中的一些现象。(3)采用自制冷却及加温设备和Hopkinson缸、杆分离式直接拉伸装置、Hopkinson动态压缩装置和冲塞装置测试了钨合金、钢及铝材料在不同温度下的动态拉伸、压缩及剪切性能。采用不同材料模型对几种材料的动态拉伸、压缩及剪切性能进行分析,拟合出不同材料数值模型的参数,并对材料断口的微观形貌进行了分析,为研究钨合金弹体侵彻性能提供理论和数值基础。(4)将得到的数值模型输入到LS-DYNA程序中,采用显式动力学有限元计算方法研究了高速钨合金长杆弹对钢／铝复合板的侵彻过程,并对1000-3000m/s范围内钨合金长杆弹对物理非对称半无限混凝土的超高速侵彻及损伤进行了分析,采用在超高速撞击下混凝土Johnson-Holmquist模型分析了弹体和靶板的损伤破坏和能量消耗情况。模型能够有效的模拟岩石及混凝土在高速冲击下的成坑、层裂及裂纹扩展,长杆弹在侵彻中存在弹道偏移和本身变形,给出估算弹体破坏形式临界速度的方法。