[發(fā)明專利]一種侵徹過程中彈靶作用模型建模方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810391492.X
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108595848B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 程祥利;趙慧;李林川;葉海福;劉波;劉軍
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/18
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王文紅

本發(fā)明實施例提供一種侵徹過程中彈靶作用模型建模方法及裝置。所述方法包括：獲取戰(zhàn)斗部的參數(shù)；基于軸向振動頻率、戰(zhàn)斗部質量和各階軸向振動阻尼計算獲得戰(zhàn)斗部的質量阻尼彈簧模型；根據(jù)質量阻尼彈簧模型構建戰(zhàn)斗部軸向振動的傳遞函數(shù)，并根據(jù)傳遞函數(shù)計算獲得彈性振動模型；構建戰(zhàn)斗部的剛體運動模型，并與彈性振動模型結合構成彈靶作用模型。所述裝置用于執(zhí)行所述方法，本發(fā)明實施例通過構建彈性振動模型，將彈性振動模型和剛體運動模型相結合構成彈靶作用模型，更加全面地分析了戰(zhàn)斗部彈性振動對戰(zhàn)斗部內部組件的影響，從而提高了彈靶作用模型反映戰(zhàn)斗部內部組件的受力情況的準確性。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)建模技術領域，具體而言，涉及一種侵徹過程中彈靶作用模型建模方法及裝置。

背景技術

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，越來越依靠超高速侵徹戰(zhàn)斗部對防御工事、水面艦艇、機場跑道、地面建筑、飛機掩蔽庫等高強度硬目標進行毀傷。而侵徹過程中，戰(zhàn)斗部(彈)與高強度硬目標(靶)之間的彈靶作用機理非常復雜，給戰(zhàn)斗部內部組件的抗高過載優(yōu)化設計帶來很大困難，如力學輸入不明確、優(yōu)化方向不明確。

目前，國內外學者通過建立合理、有效、簡化的彈靶作用模型來揭示戰(zhàn)斗部與高強度硬目標之間的彈靶作用機理，并指導戰(zhàn)斗部內部組件的抗高過載優(yōu)化設計，如引信、裝藥。

現(xiàn)有的彈靶作用模型建模方法僅考慮戰(zhàn)斗部剛體運動，即侵徹過程中戰(zhàn)斗部不發(fā)生任何變形。但是，戰(zhàn)斗部侵徹高強度硬目標時會發(fā)生劇烈的彈性變形，甚至會有一定程度的塑性變形，直接將戰(zhàn)斗部假設為剛體不能全面、合理地描述彈靶作用過程。另外，武器電子學系統(tǒng)在正弦沖擊條件下更易損壞，也說明戰(zhàn)斗部彈性振動是影響內部組件生存性的關鍵因素。因此，僅考慮戰(zhàn)斗部剛體運動的彈靶作用模型不能全面、合理地反映戰(zhàn)斗部內部組件的受力情況，也無法真正有效地指導戰(zhàn)斗部內部組件的抗高過載優(yōu)化設計。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種侵徹過程中彈靶作用模型建模方法及裝置，以解決上述技術問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種侵徹過程中彈靶作用模型建模方法，包括：

獲取戰(zhàn)斗部的參數(shù)，所述參數(shù)包括：殼體材料彈性模量、殼體材料密度、戰(zhàn)斗部長度、戰(zhàn)斗部質量和各階軸向振動阻尼；

根據(jù)所述殼體材料彈性模量、所述殼體材料密度和所述戰(zhàn)斗部長度計算獲得所述戰(zhàn)斗部各階的軸向振動頻率；

基于所述軸向振動頻率、所述戰(zhàn)斗部質量和所述各階軸向振動阻尼計算獲得所述戰(zhàn)斗部的質量阻尼彈簧模型；

根據(jù)所述質量阻尼彈簧模型構建戰(zhàn)斗部軸向振動的傳遞函數(shù)，并根據(jù)所述傳遞函數(shù)計算獲得彈性振動模型；

構建所述戰(zhàn)斗部的剛體運動模型，并與所述彈性振動模型結合構成彈靶作用模型。

進一步地，所述根據(jù)所述殼體材料彈性模量、所述殼體材料密度和所述戰(zhàn)斗部長度計算獲得所述戰(zhàn)斗部的軸向振動頻率，包括：

根據(jù)公式計算獲得所述戰(zhàn)斗部的軸向振動頻率，其中，f_彈i為所述戰(zhàn)斗部第i階的軸向振動頻率，L為所述戰(zhàn)斗部長度，E為所述殼體材料彈性模量，ρ為所述殼體材料密度。

進一步地，所述參數(shù)還包括各階軸向振動的無量綱阻尼比，相應的，所述基于所述軸向振動頻率、所述戰(zhàn)斗部質量和所述各階軸向振動阻尼計算獲得所述戰(zhàn)斗部的質量阻尼彈簧模型，包括：

根據(jù)所述軸向振動頻率計算各階軸向振動的固有角頻率，根據(jù)所述戰(zhàn)斗部質量和所述固有角頻率計算各階軸向振動的剛度，根據(jù)所述各階軸向振動的剛度、所述所述戰(zhàn)斗部質量和所述無量綱阻尼比計算所述各階軸向振動阻尼；

根據(jù)所述戰(zhàn)斗部質量、所述各階軸向振動阻尼和所述各階軸向振動的剛度計算獲得所述戰(zhàn)斗部的質量阻尼彈簧模型。