新型防护结构及其性能参数的设计与优化是有效提高其抗侵彻性能的主要技术途径之一，因而系统研究防护结构在冲击侵彻作用下的破坏机理、毁伤模式和抗侵彻性能具有重要的工程应用意义。同时，弹靶冲击侵彻过程还涉及到穿甲力学、终点弹道学、高压物理学和断裂力学等学科内容，对其进行研究有利于促进上述学科的交叉与融合，故还具有重要的科学意义。本文针对爆炸复合功能梯度靶的实验制备、在冲击侵彻作用下的破坏机理和抗侵彻性能以及理论计算模型的建立等方面开展了较为全面和系统的研究。本文的研究内容主要有以下几方面:　　首先，针对功能梯度复合靶的爆炸焊接制备开展了相关实验研究。采用爆炸焊接法制备了具有不同层数、厚度分布、组合方式的复合功能梯度靶和钢纤维增强复合功能梯度靶，复合靶板主要为两层钢/铝、三层钢/铝/钢和铝/钢/铝复合靶，与传统均质靶板、间隔靶板和无结合强度的层合靶板相比，爆炸复合功能梯度靶具有较强的界面结合强度。利用金相分析研究了复合靶板的界面结合状态，研究结果表明，靶板结合界面以及靶板和增强纤维之间均结合良好。　　其次，研究了复合靶板在不同形状破片侵彻作用下的破坏机理和毁伤模式。针对已制备的复合靶板开展了系列弹道侵彻实验，分析了不同组合复合靶板在球形破片和立方体破片侵彻作用下的破坏机理和毁伤模式。靶板的毁伤模式主要有剪切冲塞破坏、延性扩孔破坏、花瓣状变形破坏和靶板层间结合界面的撕裂破坏等;针对靶板的剪切冲塞破坏和延性扩孔破坏，进一步采用金相分析和扫描电镜从微观角度分析了靶板在破片侵彻作用下的破坏机理，研究发现:靶板发生剪切冲塞破坏时，靶板材料中会形成狭长的绝热剪切带，而对于发生延性扩孔破坏的靶板材料，其晶粒发生明显的拉伸变形。　　然后，基于实验结果和数值结果分析了复合靶板的抗侵彻性能及其影响因素。分别采用有限元法(FEM)和有限元同光滑粒子耦合法(FE/SPH)对复合靶板的侵彻过程开展了数值研究。在FE/SPH耦合算法中，以光滑粒子法描述局部大变形靶板，以有限元法描述破片和其余靶板，基于实验结果和数值模拟结果，比较了两种算法在分析复合靶板破坏机理和抗侵彻性能方面的有效性，综合讨论了不同特征变量，主要是破片形状和入射角度，复合靶板的面密度、层数、各层厚度分布、组合方式、界面结合强度以及纤维含量和排列序向等对复合靶板抗侵彻性能的影响。研究表明:当靶板的面密度相同时，多层靶板较均质靶板具有更佳的抗侵彻性能，且三层钢/铝/钢组合靶板的抗侵彻性能最佳;钢纤维的加入有助于提高复合靶板的抗侵彻性能。　　最后，建立了复合靶板抗球形破片侵彻理论模型。以大量有效的弹道侵彻实验结果和数值模拟结果为基础，分析不同组合复合靶冲击毁伤破坏模式，借助于力学守恒定律和能量守恒原理，结合复合靶的结构、力学特性，建立了球形破片侵彻功能梯度复合靶理论计算模型，以实验和理论计算结果的良好符合为基础，预测其冲击损伤行为及抗侵彻性能，在此基础上，实现对复合靶板抗侵彻性能的多参数优化设计。