高超声速巡航导弹、高超声速飞行器是国内外导弹与飞行器研究的热点,针对此类平台战斗部舱段外形为非圆截面的特点,需要对非圆截面战斗部的侵彻特性进行研究。本文选取椭圆截面异型弹体为研究对象,通过数值模拟、理论推导和试验研究相结合的方法,对不同长短轴之比的椭圆截面弹体高速侵彻混凝土特性进行了研究,主要的工作如下:(1)首先研究截面形状对弹体侵彻过程中表面所受应力的影响规律,采用数值模拟的方法,对等截面积、等长度、等质量的圆形截面弹体和不同长短轴之比的椭圆截面弹体正侵彻半无限混凝土过程进行仿真计算。分析截面形状与弹体表面应力分布之间的关系,得到椭圆截面弹体表面法向应力与法向速度、截面形状之间的函数关系表达式。(2)依据获得的椭圆截面弹体头部表面法向应力与法向速度函数关系式,通过对弹体表面积分获得侵彻阻力的解析表达式,利用牛顿运动定律可以计算得到侵彻过程中的加速度、速度、位移等物理量,构建椭圆截面弹体侵彻混凝土阻力方程与侵彻深度的分析模型。(3)对论文试验中的圆形截面和椭圆截面弹体进行有限元建模,开展弹体高速侵彻混凝土过程数值模拟计算,得到每种弹体在侵彻过程中的加速度、速度、位移数值模拟计算结果,与理论计算结果进行对比分析,验证理论分析模型中加速度、速度、位移函数的准确性。(4)开展椭圆截面弹体在700m/s-1200m/s速度范围正侵彻半无限混凝土试验。观察靶体破坏、弹体响应、弹道轨迹情况,记录靶体的开坑深度、开坑直径、侵彻深度等数据,分析椭圆截面异型弹体侵彻特性和规律。将试验侵深结果与理论计算结果进行对比,验证理论模型的合理性和准确性。