[發(fā)明專利]一種基于ISIGHT軟件的彈丸全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710446625.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN107194111B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏志芳;劉偉;劉森林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及槍彈領(lǐng)域，提供了一種基于ISIGHT軟件的彈丸全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括：確定彈丸全彈道綜合分析流程；確定彈丸的基本結(jié)構(gòu)，建立彈丸全彈道優(yōu)化模型，并基于ISIGHT軟件確定所述優(yōu)化模型的優(yōu)化參數(shù)、優(yōu)化目標(biāo)以及優(yōu)化約束條件；基于ISIGHT軟件定制全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，獲得全彈道綜合性能最優(yōu)時(shí)的彈丸設(shè)計(jì)參數(shù)；本發(fā)明可以獲得全彈道綜合性能最優(yōu)時(shí)彈丸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高槍彈系統(tǒng)乃至整個(gè)武器系統(tǒng)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及槍彈領(lǐng)域，特別涉及一種基于ISIGHT軟件的彈丸全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

槍彈彈丸設(shè)計(jì)過(guò)程涉及到內(nèi)彈道學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)、終點(diǎn)彈道學(xué)等學(xué)科專業(yè)，整個(gè)彈道過(guò)程是由諸多參量相互作用而成的復(fù)雜過(guò)程，每個(gè)彈道段之間緊密聯(lián)系，任一參量的變化都有可能給槍彈系統(tǒng)乃至整個(gè)武器系統(tǒng)帶來(lái)很大影響。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于彈丸的設(shè)計(jì)，通常都是針對(duì)某一具體彈道段內(nèi)過(guò)程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，如內(nèi)彈道過(guò)程、外彈道過(guò)程和氣動(dòng)力過(guò)程等，忽略了各彈道段之間的相互作用與影響，在彈丸當(dāng)前參數(shù)在某彈道段過(guò)程達(dá)到最優(yōu)時(shí)，其在其余彈道段則有可能不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此，僅單獨(dú)研究某一彈道段不能真實(shí)反映武器系統(tǒng)的彈道過(guò)程，難以達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)。

最優(yōu)化理論和方法的發(fā)展，為彈丸在全彈道最優(yōu)時(shí)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)實(shí)用方便的途徑，使設(shè)計(jì)者可以從更加宏觀的角度，綜合考慮各種矛盾，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)最優(yōu)的方案；但是，現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有公開相關(guān)的全優(yōu)化設(shè)計(jì)分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種彈丸全彈道優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法，以獲得全彈道綜合性能最優(yōu)時(shí)彈丸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高槍彈系統(tǒng)乃至整個(gè)武器系統(tǒng)的性能。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于ISIGHT軟件的彈丸全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其采用的技術(shù)方案如下：

S1、確定彈丸全彈道綜合分析流程；

S2、確定彈丸的基本結(jié)構(gòu)，建立彈丸全彈道優(yōu)化模型，并基于ISIGHT軟件確定所述優(yōu)化模型的優(yōu)化參數(shù)、優(yōu)化目標(biāo)以及優(yōu)化約束條件；

S3、基于ISIGHT軟件定制全彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，獲得全彈道綜合性能最優(yōu)時(shí)的彈丸設(shè)計(jì)參數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟S1中彈丸全彈道綜合分析包括：

彈丸結(jié)構(gòu)特征量分析、內(nèi)彈道性能分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核、彈道性能分析、飛行穩(wěn)定性分析和終點(diǎn)效應(yīng)分析。

優(yōu)選的，所述步驟S1進(jìn)一步包括：

S11、建立彈丸結(jié)構(gòu)特征量計(jì)算模型；所述彈丸結(jié)構(gòu)特征量包括彈重、重心位置、極轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

S12、建立內(nèi)彈道計(jì)算模型；所述內(nèi)彈道計(jì)算模型用于根據(jù)槍械結(jié)構(gòu)和彈藥裝填條件，分析彈丸在膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)彈道諸元的變化規(guī)律；

S13、建立彈丸強(qiáng)度校核計(jì)算模型；所述彈丸強(qiáng)度校核計(jì)算模型用于計(jì)算槍彈發(fā)射時(shí)彈丸所受的擠壓應(yīng)力、剪應(yīng)力及切向應(yīng)力，并驗(yàn)證其是否滿足預(yù)設(shè)的強(qiáng)度條件；

S14、建立外彈道計(jì)算模型；所述外彈道計(jì)算模型用于根據(jù)彈丸飛行時(shí)的質(zhì)點(diǎn)外彈道特性，獲取質(zhì)點(diǎn)外彈道的彈道諸元和彈道曲線；

S15、建立彈丸飛行穩(wěn)定性計(jì)算模型；所述彈丸飛行穩(wěn)定性計(jì)算模型用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)彈丸的飛行穩(wěn)定性；

S16、建立終點(diǎn)效應(yīng)分析模型；所述終點(diǎn)效應(yīng)分析模型用于衡量彈丸在目標(biāo)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、對(duì)目標(biāo)的作用機(jī)理及威力效應(yīng)；

S17、確定彈丸全彈道綜合分析流程；

所述綜合分析流程為：依次執(zhí)行彈丸結(jié)構(gòu)特征量計(jì)算模型、內(nèi)彈道計(jì)算模型、彈丸強(qiáng)度校核計(jì)算模型、外彈道計(jì)算模型、彈丸飛行穩(wěn)定性計(jì)算模型以及終點(diǎn)效應(yīng)分析模型。