CN110487133A - 战斗部壳体抗毁伤效果分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种战斗部壳体抗毁伤效果分析方法及装置,所述方法包括:确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。本发明实施例针对在开放空间下受爆炸冲击的战斗部壳体,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果,能够有效准确地分析战斗部壳体的抗毁伤效果。
Description
技术领域
本发明涉及壳体结构抗冲击性能研究技术领域,更具体地,涉及一种战斗部壳体抗毁伤效果分析方法及装置。
背景技术
战斗部是各类弹药和导弹毁伤目标的最终毁伤单元,主要由壳体、战斗装药、引爆装置和保险装置组成,也有某些弹药仅由战斗部单独构成。战斗部壳体结构内部通常设有敏感的电子元器件,当其周边产生爆炸冲击时,结构产生的径向形变将压缩内部各电子元器件的生存空间,目前装备装填系数不断提高,结构径向抗冲击能力的强弱直接关系到内部电子元器件的性能发挥,因此研究战斗部壳体结构的径向抗冲击性能具有重要意义。
而目前关于壳体结构抗冲击性能研究领域大多针对圆柱壳,如圆柱形防护壳抗冲击性能模拟、双层壳结构抗冲击性能仿真研究、典型爆炸载荷下柱壳结构的冲击响应和破坏研究等,战斗部壳体作为一种锥状壳体,关于其在爆炸载荷作用下的冲击响应研究较少。
发明内容
本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法及装置。
第一方面,本发明实施例提供一种战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,包括:
确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
其中,所述基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果的步骤,具体为:
选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
其中,所述基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的步骤,具体为:
采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
其中,所述基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理的步骤,具体为:
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势;
基于所述测算点在不同锥角下的径向形变,分析径向形变随时间变化和锥角变化的趋势。
第二方面,本发明实施例提供一种战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,包括:
参数确定模块,用于确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
建模模块,用于基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
分析模块,用于基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
其中,所述分析模块具体包括:
测算点选取子单元,用于选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
计算子单元,用于对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
分析子单元,用于基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
其中,所述建模模块具体用于:
采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
其中,所述分析子单元具体用于:
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势;
基于所述测算点在不同锥角下的径向形变,分析径向形变随时间变化和锥角变化的趋势。
第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的步骤。
第四方面,本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的步骤。
本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法及装置,针对在开放空间下受爆炸冲击的战斗部壳体,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果,能够有效准确地分析战斗部壳体的抗毁伤效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的结构径向形变云图;
图3为本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的流程示意图,包括:
步骤100、确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
具体地,炸药属高能可燃材料,引爆后产生大量的高温高压气体。爆炸过程属于10-6s量级,释放温度可达103K量级,高压可产生1010Pa量级的爆轰产物。炸药爆炸产生的冲击波超压是破坏时间最长,破坏区域最广,针对设备和防护设施最具有杀伤力的破坏效应。目前针对爆轰产物的状态方程有较多的成熟方程形式,比如BKW、LJD、JWL等方程,其中JWL方程作为一种常用的炸药爆轰产物状态方程能够精确描述爆轰产物膨胀过程,是典型的动力学状态方程,且不含有化学反应,因此,基本上所有的模拟计算爆炸问题的有限元软件材料库中炸药材料模型均采用了JWL状态方程。
本发明实施例中炸药采用TNT炸药,TNT炸药采用HIGH_EXPLOSIVE_BURN本构模型和JWL状态方程,其中,JWL状态方程具体为:
其中,p为爆轰产物的压力,为爆轰产物的比容,E为单位体积炸药内能;A、B、R1、R2、ω表征炸药特性的参数,TNT炸药密度为1630kg/m3,爆速为6930m/s,压力PCJ为21GPa,TNT材料数据如表1所示。
表1 TNT炸药模型材料参数
本发明实施例利用AUTODYN显式非线性动力学有限元差分软件,对壳模型的冲击响应进行计算。
在AUTODYN有限元计算程序中通常将空气假定为理想气体,理想气体状态方程为:
p=(γ-1)ρae+pshift (2)
壳体单元材料选择被广泛应用于飞机构件的2024-T4铝,密度ρ为2785kg/m3采用EOS_SHOCK状态方程与Steinberg Guinan本构模型。材料参数如表2所示。
表2 AL2024-T4材料参数
步骤101、基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
具体地,采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
壳模型底部直径D=250mm;锥顶进行钝化处理,提高顶点单元质量,使计算结果易于收敛。壳厚度d=10mm;TNT当量W=10kg。
战斗部壳体作为一种锥状壳体,需要研究不同锥角对壳体抗冲击性能的影响。在本发明实施例中,在分析锥角对战斗部壳体抗冲击性能产生的影响时,采取圆锥角θ=20°、24°、28°、32°、36°五组角度为计算样本。
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
具体地,在有限元模型建立过程中,经过综合考虑计算量与计算精度,有限元模型参数如表3所示。
表3有限元单元参数
模型 | 网格类型 | 单元尺寸 | 单元数量 |
壳体 | 非均匀分 | 2mm | 50万左右 |
TNT | 均匀分布 | 10mm | 6000 |
空气 | 均匀分布 | 10mm | 21万 |
步骤102、基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
具体地,首先,选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
对于高爆炸药爆炸产生的入射冲击波的传播规律主要用冲击波压力、超压峰值、冲量、持续时间等参数来描述,比例距离可用来表述冲击波的各种参数,比例距离Z定义为:
Z=R/W1/3 (3)
其中,R为测算点与爆心之间的距离(m);W为等效TNT药量(kg)。
TNT炸药采用中心起爆方式,通过多组模拟发现,在发生爆炸时,壳体主要变形区域集中在TNT炸药向壳体表面的投影区域,区域内与爆心处于同一水平高度的中心位置附近形变量最明显,如图2所示,为本发明实施例提供的结构径向形变云图。因此选择壳体上爆心与战斗部壳体轴线构成的平面内且与爆心处于同一水平高度的点为测算点,即Gauge点。在多组角度模拟中,保持Gauge点与爆心距离固定为634.39mm,保持冲击因子(即比例距离)Z=0.294不变。具体坐标参数如表4所示。
表4 Gauge点与爆心坐标参数
锥 | Gauge点坐标 | 爆心坐标 |
20° | (-140.10,-222.14,653.11) | (494.29,-222.14,653.11) |
24° | (-143.07,-222.14,653.11) | (491.32,-222.14,653.11) |
28° | (-146.48,-222.14,653.11) | (487.91,-222.14,653.11) |
32° | (-149.75,-222.14,653.11) | (484.64,-222.14,653.11) |
36° | (-152.57,-222.14,653.11) | (481.82,-222.14,653.11) |
然后,对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
最后,基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
值得说明的是,本发明实施例关于战斗部壳体方向,定义战斗部壳体上测算点垂直指向轴线的方向为径向,与轴线平行方向为纵向,与径向、纵向构成平面垂直方向为横向。
具体地,基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析所述战斗部壳体的毁伤机理是指分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势。
通过对测算点在不同锥角下的冲击响应历时曲线进行分析,获得冲击响应的变化趋势。
通过对测算点在不同锥角下的径向形变历时曲线进行分析,获得径向形变的变化趋势。
综合考虑所获得的冲击响应和径向形变的变化趋势,根据超压-冲量准则以及屈服准则获得战斗部壳体的毁伤机理。
本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,针对在开放空间下受爆炸冲击的战斗部壳体,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果,能够有效准确地分析战斗部壳体的抗毁伤效果。
如图3所示,为本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置的结构示意图,包括:参数确定模块301、建模模块302和分析模块303,其中,
参数确定模块301,用于确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
具体地,本发明实施例中炸药采用TNT炸药,TNT炸药采用HIGH_EXPLOSIVE_BURN本构模型和JWL状态方程,其中,JWL状态方程具体为:
其中,p为爆轰产物的压力,为爆轰产物的比容,E为单位体积炸药内能;A、B、R1、R2、ω表征炸药特性的参数,TNT炸药密度为1630kg/m3,爆速为6930m/s,压力PCJ为21GPa,TNT材料数据如表1所示。
表1 TNT炸药模型材料参数
本发明实施例利用AUTODYN显式非线性动力学有限元差分软件,对壳模型的冲击响应进行计算。
在AUTODYN有限元计算程序中通常将空气假定为理想气体,理想气体状态方程为:
p=(γ-1)ρae+pshift (2)
壳体单元材料选择被广泛应用于飞机构件的2024-T4铝,密度ρ为2785kg/m3采用EOS_SHOCK状态方程与Steinberg Guinan本构模型。材料参数如表2所示。
表2 AL2024-T4材料参数
建模模块302,用于基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
所述建模模块302具体用于:
采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
其中,壳模型底部直径D=250mm;锥顶进行钝化处理,提高顶点单元质量,使计算结果易于收敛。壳厚度d=10mm;TNT当量W=10kg;在分析锥角对战斗部壳体抗冲击性能产生的影响时,采取圆锥角θ=20°、24°、28°、32°、36°五组角度为计算样本。
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
在有限元模型建立过程中,经过综合考虑计算量与计算精度,有限元模型参数如表3所示。
表3有限元单元参数
模型 | 网格类型 | 单元尺寸 | 单元数量 |
壳体 | 非均匀分 | 2mm | 50万左右 |
TNT | 均匀分布 | 10mm | 6000 |
空气 | 均匀分布 | 10mm | 21万 |
分析模块303,用于基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
具体地,测算点选取子单元选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
对于高爆炸药爆炸产生的入射冲击波的传播规律主要用冲击波压力、超压峰值、冲量、持续时间等参数来描述,比例距离可用来表述冲击波的各种参数,比例距离Z定义为:
Z=R/W1/3 (3)
其中,R为测算点与爆心之间的距离(m);W为等效TNT药量(kg)。
TNT炸药采用中心起爆方式,通过多组模拟发现,在发生爆炸时,壳体主要变形区域集中在TNT炸药向壳体表面的投影区域,区域内与爆心处于同一水平高度的中心位置附近形变量最明显,如图2所示,为本发明实施例提供的结构径向形变云图。因此选择壳体上爆心与战斗部壳体轴线构成的平面内且与爆心处于同一水平高度的点为测算点,即Gauge点。在多组角度模拟中,保持Gauge点与爆心距离固定为634.39mm,保持冲击因子(即比例距离)Z=0.294不变。具体坐标参数如表4所示。
表4 Gauge点与爆心坐标参数
锥 | Gauge点坐标 | 爆心坐标 |
20° | (-140.10,-222.14,653.11) | (494.29,-222.14,653.11) |
24° | (-143.07,-222.14,653.11) | (491.32,-222.14,653.11) |
28° | (-146.48,-222.14,653.11) | (487.91,-222.14,653.11) |
32° | (-149.75,-222.14,653.11) | (484.64,-222.14,653.11) |
36° | (-152.57,-222.14,653.11) | (481.82,-222.14,653.11) |
计算子单元对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
分析子单元基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
其中,所述分析子单元具体用于:
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势;
基于所述测算点在不同锥角下的径向形变,分析径向形变随时间变化和锥角变化的趋势。
具体地,通过对测算点在不同锥角下的冲击响应历时曲线进行分析,获得冲击响应的变化趋势。
通过对测算点在不同锥角下的径向形变历时曲线进行分析,获得径向形变的变化趋势。
综合考虑所获得的冲击响应和径向形变的变化趋势,根据超压-冲量准则以及屈服准则获得战斗部壳体的毁伤机理。
本发明实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,针对在开放空间下受爆炸冲击的战斗部壳体,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果,能够有效准确地分析战斗部壳体的抗毁伤效果。
图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图,如图4所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440,其中,处理器410,通信接口420,存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储在存储器430上并可在处理器410上运行的计算机程序,以执行上述各方法实施例所提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,例如包括:确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
此外,上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例提供的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,例如包括:确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,其特征在于,包括:
确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
2.根据权利要求1所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,其特征在于,所述基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果的步骤,具体为:
选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
3.根据权利要求1所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,其特征在于,所述基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的步骤,具体为:
采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
4.根据权利要求2所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析方法,其特征在于,所述基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理的步骤,具体为:
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势;
基于所述测算点在不同锥角下的径向形变,分析径向形变随时间变化和锥角变化的趋势。
5.一种战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,其特征在于,包括:
参数确定模块,用于确定材料参数模型,所述材料参数模型包括炸药材料参数模型、空气材料参数模型和战斗部壳体材料参数模型;
建模模块,用于基于所述材料参数模型,建立炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型;
分析模块,用于基于所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型,使用控制影响因子与数值模拟的方法计算战斗部壳体受空气中炸药爆炸冲击的毁伤效果。
6.根据权利要求5所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,其特征在于,所述分析模块具体包括:
测算点选取子单元,用于选取所述战斗部壳体有限元模型上壳体轴线与所述炸药有限元模型的爆心所构成的平面内,与所述爆心处于同一水平高度的点作为测算点;
计算子单元,用于对所述战斗部壳体的底座进行固定约束,对空气施加Flow-out边界条件,在五组不同锥角下,保持所述测算点与爆心之间的距离固定不变,保持比例距离不变,采用中心起爆方式,计算获得所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变;
分析子单元,用于基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应和径向形变,分析所述战斗部壳体的毁伤机理。
7.根据权利要求5所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,其特征在于,所述建模模块具体用于:
采用欧拉网格建立炸药有限元模型和空气有限元模型,采用拉格朗日网格建立战斗部壳体有限元模型,其中所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型均采用Solid185六面体网格单元;
分别设置所述炸药有限元模型、空气有限元模型和战斗部壳体有限元模型的网格分布类型、单元尺寸和单元数量。
8.根据权利要求6所述的战斗部壳体抗毁伤效果分析装置,其特征在于,所述分析子单元具体用于:
基于所述测算点在不同锥角下的冲击响应,分析冲击响应随时间变化和锥角变化的趋势;
基于所述测算点在不同锥角下的径向形变,分析径向形变随时间变化和锥角变化的趋势。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述战斗部壳体抗毁伤效果分析方法的步骤。
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