当今世界主站坦克装甲、单兵防护装备受到各国的高度重视并被大力发展。本文设计并制备了一种新型密排陶瓷球复合装甲,避免了目前陶瓷板/背板复合装甲一经打击面板层整体发生损伤,难以抵抗多发弹侵彻的窘境。陶瓷球复合装甲由于自身弧面特性在致弹体偏航上同样具有不俗表现。本文采用实验和数值模拟相结合的方法研究了密排陶瓷球复合装甲抗10mm 30Cr Mn Si穿甲弹的侵彻过程及损伤情况。重点探讨了弹径一定情况下,陶瓷球直径、密排陶瓷球层数、约束效果、弹着点位置、多次打击、密排程度对靶板抗侵彻性能的影响规律。本文主要研究内容如下:（1）遵循复合装甲设计原则,优选各层装甲材料,创新采用超高性能混凝土（UHPC）对密排陶瓷球进行封装,成功制备陶瓷球复合装甲并进行弹道试验。对比分析各分层材料损伤破坏机理、损伤形貌、陶瓷球直径以及层数对靶板抗侵彻性能影响,得出弹径为10mm时:直径10mm较20mm和15mm单层陶瓷球设计更密实,结构更合理;直径20mm和15mm单层陶瓷球密排结构其间隙处为结构薄弱环节;陶瓷球直径大于弹径时,采用2层陶瓷球密排结构对单层结构进行薄弱环节补强后,装甲防护性能明显提升;3层陶瓷球结构需要更好的约束效果以保证陶瓷球充分发挥其抗弹性能。（2）通过ANSYS/LS-DYNA建立3维有限元模型（FEM）研究陶瓷球复合装甲侵彻过程,对比实验和数值模拟结果验证了数值仿真方法有效性、分析了弹体速度和加速度曲线、靶板抗侵彻过程、纤维板和背板损伤以及耗能情况。其中,陶瓷球自身特有弧面结构易致弹体偏航。偏航作用增大弹靶作用时间和侵彻路径,减小侵彻深度,利于提升靶板防护性能。陶瓷球彼此独立,损伤集中,避免受冲击载荷裂纹扩展造成陶瓷面板整体损伤,提高了靶板抗多次打击能力。UHPC封装陶瓷球起到很好的约束作用,限制其位移和飞溅,使其破碎更加彻底,增加了陶瓷球磨蚀耗能,提升了靶板防护性能。（3）利用数值仿真分析不同弹着点（重启动功能）、多次打击和密排程度对靶板防护性能影响。结果表明弹着点在陶瓷球上靶板防护性能优于在陶瓷球间隙处。弹体侵彻陶瓷球时,弹着点越靠近球心,靶板防护性能越好;侵彻间隙时,弹径10mm,陶瓷球直径20mm+10mm,弹着点落在三球间隙处靶板防护性能优于两球间隙处。多层陶瓷球复合装甲结构设计科学合理可抗10mm 30Cr Mn Si穿甲弹1140m/s入射速度2次打击。Hex-pack相较Checkerboard密排结构可提升装甲防护性能。不断减小陶瓷球直径,装甲防护性能呈现先提升再下降的趋势。