[發明專利]一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程及藥型罩外形輪廓的方法

在審

• 申請號: 202110392546.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113094635A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 劉杰;李巍;呂卓昆;劉洋
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F30/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程及藥型罩外形輪廓的方法，利用金屬比例數學方程，按照設定的約束條件，選擇黃金比例、白銀比例以及青銅比例等，給出藥型罩頂部過渡圓弧的曲線方程，然后聯立藥型罩的輪廓曲面方程，得到二者的相交或相切的交點，以便高效準確地確定藥型罩整體的輪廓結構。

技術領域

本發明屬于藥型罩設計成型技術領域，涉及一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程的方法及確定整個藥型罩外形輪廓的方法。

背景技術

藥型罩在侵徹力學里面具有重要作用，藥型罩的形狀結構輪廓、口徑尺寸以及頂部過渡圓弧曲率是藥型罩形成爆炸成形彈丸(EFP)或者射流(侵徹體)等模態選擇以及侵徹威力的重要影響因素。藥型罩一般為薄壁的回轉體件，可視為由一條曲線方程繞軸線進行360°旋轉所形成的幾何體，不同類型的藥型罩輪廓可得到不同形狀杵體、不同長徑比以及不同速度的侵徹體。當前，對于藥型罩形狀結構的定量確定和參數加工仍然是研究熱點。

但是目前對于采用雙曲面、拋物面和錐形面等輪廓曲面方程的藥型罩，其形狀結構存在一定問題，即實際設計加工的藥型罩的頂部結構被截斷形成開口，從而導致沒有圓弧過渡，而藥型罩頂部不同的過渡形式對于藥型罩的加工效率、工藝安排以及侵徹體的成型具有重要影響。

目前確定藥型罩頂部過渡圓弧的方式大多是靠人為經驗進行確定，存在缺陷。

發明內容

發明目的：為了解決目前藥型罩頂部結構存在的過渡圓弧結構的問題，本發明提出了一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程的方法及確定整個藥型罩外形輪廓的方法，以金屬比例數學方法和曲面方程相交求解為理論基礎，減少由經驗或隨意確定的缺陷，可高效、準確獲得藥型罩頂部過渡圓弧曲線方程以及整個藥型罩的外形輪廓。技術方案：本發明提出了一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程的方法，包括以下步驟：

步驟1：建立空間三維坐標系x、y、z，設定約束條件以及設定藥型罩在yoz平面的投影曲線方程f(y,z)，在約束條件下，將投影曲線方程f(y,z)繞z軸旋轉，得到藥型罩初始曲面旋轉方程f(x,y,z)；

步驟2：根據藥型罩頂部的開口直徑及其圓心位置，作為初始的第1個圓的直徑；

步驟3：確定金屬比例分割方法，利用確定的金屬比例分割方法將步驟2得到的初始的第1個圓的直徑線段分為N+1段，包括一個或多個長線段A和一個短線段B，使初始的第1個圓的直徑線段長度與一個長線段A的比值等于長線段A與短線段B的比值，該比值為金屬數字λ_N，其中，N為自然數且大于等于1；根據金屬數字λ_N確定下一個球半徑及確定下一個球的球心，得到金屬比例的球方程；

步驟4：根據加工工藝和所需要的過渡圓弧的曲率范圍，得到由金屬比例的球方程衍生出的球型曲面方程，該衍生出的球型曲面方程為藥型罩頂部過渡圓弧方程；

步驟5：根據藥型罩頂部過渡圓弧方程，對藥型罩的頂部結構進行加工，得到具有過渡圓弧的藥型罩頂部結構。

本發明還提出了一種確定整個藥型罩外形輪廓的方法，包括以下步驟：

S100：將根據一種確定藥型罩頂部過渡圓弧方程的方法得到的藥型罩頂部過渡圓弧方程與該藥型罩頂部過渡圓弧方程對應的藥型罩初始曲面旋轉方程f(x,y,z)進行相切或相交，得到藥型罩外形輪廓的過渡點；

S200：由藥型罩頂部過渡圓弧方程構成藥型罩的上端輪廓，由藥型罩初始曲面旋轉方程f(x,y,z)構成藥型罩的下端輪廓，由過渡點所形成的圓周構成藥型罩的聯接輪廓。

有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下優點：