CN117150868B - 一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统 - Google Patents

一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统，属于毁伤评估技术领域，解决了现有技术中有限元仿真模型在毁伤评估中评估结果置信度和准确性较低的问题。包括以下步骤：基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型。

Description

一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统
技术领域
本发明涉及毁伤评估技术领域，尤其涉及一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统。
背景技术
在毁伤评估研究中，如何保证评估的准确性是主要关注的问题之一。试验打靶、工程计算和有限元数值仿真是毁伤评估中常用的方法。其中试验打靶是公认评估准确性最高的方法，但是由于毁伤试验具有一定的危险性，而且试验成本较高，目前只进行少量的验证性试验；工程计算则是通过总结已有的实验数据并结合理论推导，得出经验或半经验公式，对毁伤效果进行评估计算，该方法可以最快得到毁伤评估结果，但准确性较低；有限元数值仿真相比于前两种方法，成本适中，计算过程也更接近实际的物理过程，因此广泛应用于毁伤评估的各个阶段，具有较高评估准确性。
然而，目前有限元数值仿真广泛应用的同时也带了新的问题：有限元数值仿真中涉及大量的参数需要设置，对于同一种工况，不同的有限元仿真人员计算得到的结果经常会有较大的差异。另外，毁伤评估各个阶段包含战斗部威力场、目标易损性和弹目结合评估等均涉及有限元数值仿真，但是各阶段数值仿真的没有统一的流程规范，以至于最后得到的评估结果置信度和准确性较低。基于上述问题，有限元数值仿真在毁伤评估中的可信度还存在较大争议。
因此，亟需一种能够提升在毁伤评估过程中置信度的有限元数值仿真模型。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统，用以解决现有有限元仿真模型在毁伤评估中评估结果置信度和准确性较低的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，包括以下步骤：
基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；
基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型。
进一步地，通过以下步骤实现各模型的标定过程：
确定模型参与种类、模型终点作用条件范围以及对比指标，进而建立相应的有限元数值模型；
在模型参与种类适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果；
调整所述有限元数值模型终点作用条件，使其与获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型条件范围下的有限元数值仿真结果；
根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。
进一步地，若为战斗部有限元数值仿真模型的标定或战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则
模型参与种类为战斗部种类，包括爆破战斗部、杀伤战斗部、侵彻战斗部、侵爆战斗部、聚能战斗部；
模型终点作用条件范围，包括战斗部引信起爆时战斗部的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围或战斗部与目标接触前的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围；
若为战斗部有限元数值仿真模型的标定，则模型条件范围为模型终点作用条件范围；
若为战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则模型条件范围为战斗部与目标的终点交会条件范围。
进一步地，若为战斗部有限元数值仿真模型的标定，则
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括在相同水平高度、相同爆距位置处空气冲击波超压；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括有效破片总数、破片飞散角、破片飞散方向角、破片密度分布和破片初速度；
当战斗部类型为侵彻战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径；
当战斗部类型为聚能战斗部时，所述对比指标包括形成的聚能侵彻体的初速度。
进一步地，若为目标等效有限元数值仿真模型的标定，则
模型参与种类为毁伤元种类，包括侵彻体和冲击波；
模型终点作用条件范围包括侵彻体与目标等效结构接触前侵彻体的重心位置范围、侵彻体几何中心轴线与目标等效结构接触面法线夹角范围和侵彻体速度矢量范围或冲击波波阵面法线与目标等效结构接触面法线夹角范围。
进一步地，若为目标等效有限元数值仿真模型的标定，则
当毁伤元类型为侵彻体时，所述对比指标包括侵彻体侵彻前后速度剩余率和侵彻体侵彻前后质量剩余率；
当毁伤元类型为冲击波时，所述对比指标包括目标等效结构最大变形尺寸、最大破孔直径。
进一步地，若为战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括目标上最大变形尺寸、最大破孔直径；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括破片穿透率和最大破孔直径；
当战斗部类型为侵彻战斗部或聚能战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径。
进一步地，所述偏差阈值设定为15%。
进一步地，通过下式得到所述偏差率：
。
另一方面，本发明实施例提供了一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成系统，包括：
初步标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；
模型结合模块，用于基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
最终标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型。
与现有技术相比，本发明可实现如下有益效果：本发明提供了一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法及系统，通过对战斗部有限元数值仿真模型标定、目标等效有限元数值仿真模型标定，进而对二者结合的战斗部毁伤目标有限元数值仿真模型标定，得到有限元数值仿真模型，提高了使用有限元数值仿真方法获得的毁伤评估结果的准确性，在毁伤评估中的战斗部威力场、目标易损性、战斗部毁伤目标评估中获得高置信度。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；
图1为本发明实施例1提供的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例3提供的建立的战斗部有限数值仿真模型示意图；
图3为本发明实施例3提供的目标飞机结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的冲击波对目标飞机机翼结构的交汇情况示意图；
图5为本发明实施例3提供的冲击波对目标飞机机翼结构有限数值仿真模型的示意图；
图6为本发明实施例3提供的战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
图7为本发明实施例3提供的战斗部引信起爆时战斗部质心与机翼轮廓在地面上的投影关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明的一个具体实施例，公开了一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定。
具体地，战斗部有限元数值仿真模型为毁伤评估过程中，战斗部威力场的有限元数值仿真，即在战斗部的终点作用条件（战斗部引信起爆时战斗部的位置、姿态和速度或战斗部与目标接触前的位置、姿态和速度）下，形成毁伤元（侵彻体或冲击波）分布过程的有限元数值仿真。其中，侵彻体为破片、射流（包含普通射流、杆式射流、爆炸成型弹丸）和弹体本身。
具体地，目标等效有限元数值仿真模型为毁伤评估过程中，毁伤元（侵彻体和冲击波）对目标等效结构毁伤过程的有限元数值仿真。更具体地，目标等效结构为毁伤评估过程中，由于目标结构复杂，实际评估所采用的模型是将实际结构进行合并、简化，并且合并、简化后使其在被毁伤后与实际结构被毁伤后结果相同。
S2、基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
具体地，完成对应战斗部有限元数值仿真模型标定和对应目标等效有限元数值仿真模型标定后，将标定后战斗部和目标等效结构有限元数值仿真模型相结合，形成的战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型。
S3、基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型。
实施时，通过以下步骤实现各模型的标定过程：
确定模型参与种类、模型终点作用条件范围以及对比指标，进而建立相应的有限元数值模型。
在模型参与种类适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果；其中，所述工况为模型条件范围中具体值的组合。
调整所述有限元数值模型终点作用条件，使其与获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型条件范围下的有限元数值仿真结果；
根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。应当注意的是，标定过程中根据经验选择和调整有限元数值模型参数，如有限元网格尺寸、材料失效参数等。
具体来说，通过以下方式实现战斗部有限元数值仿真模型的标定：
SA1、确定模型参与种类为战斗部种类，其中，战斗部种类包括爆破战斗部、杀伤战斗部、侵彻战斗部、侵爆战斗部、聚能战斗部；
确定模型终点作用条件范围包括战斗部引信起爆时战斗部的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围或战斗部与目标接触前的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围；
根据战斗部种类确定对比指标，具体为：
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括在相同水平高度、相同爆距位置处空气冲击波超压；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括有效破片总数、破片飞散角、破片飞散方向角、破片密度分布和破片初速度；
当战斗部类型为侵彻战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径；
当战斗部类型为聚能战斗部时，所述对比指标包括形成的聚能侵彻体的初速度。
应当注意的是，所述对比指标可选择一个或多个。
SA2、使用有限元数值仿真软件，建立适用于该战斗部在其终点作用条件范围内的有限元数值模型。
具体地，有限元数值仿真软件包括通用的商业有限元数值仿真软件和自编程有限元数值仿真软件。
SA3、在该战斗部适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果。
具体地，在战斗部有限元数值仿真模型的标定过程中模型条件范围为模型终点作用条件范围。
具体地，根据选取的工况进行试验，获取试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果；或根据已有的符合该战斗部终点作用条件范围的试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果。
示例性地，工况为 战斗部引信起爆时战斗部质心距离地面1m、战斗部轴线与地面法线夹角为15度、速度和落地攻角均为0。
SA4、调整步骤SA2中建立的有限元数值模型终点作用条件，使其与步骤SA3中的获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型终点作用条件范围下的有限元数值仿真结果。
SA5、根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现战斗部有限元数值仿真模型的标定。
具体来说，通过以下方式实现目标等效有限元数值仿真模型的标定：
SB1、确定模型参与种类为毁伤元种类，其中，毁伤元种类包括侵彻体和冲击波；
确定模型终点作用条件范围包括侵彻体与目标等效结构接触前侵彻体的重心位置范围、侵彻体几何中心轴线与目标等效结构接触面法线夹角范围和侵彻体速度矢量范围或冲击波波阵面法线与目标等效结构接触面法线夹角范围；
根据战斗部种类确定对比指标，具体为：
当毁伤元类型为侵彻体时，所述对比指标包括侵彻体侵彻前后速度剩余率和侵彻体侵彻前后质量剩余率；更具体地，
侵彻体侵彻前后速度剩余率计算方法为：
，
侵彻体侵彻前后质量剩余率计算方法为：
，
当毁伤元类型为冲击波时，所述对比指标包括目标等效结构最大变形尺寸、最大破孔直径。
SB2、使用有限元数值仿真软件，建立适用于毁伤元在其终点作用条件范围内与目标等效结构毁伤过程的有限元数值模型。
具体地，有限元数值仿真软件包括通用的商业有限元数值仿真软件和自编程有限元数值仿真软件。
SB3、在该毁伤元适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果。
具体地，在目标等效有限元数值仿真模型的标定过程中模型条件范围为模型终点作用条件范围。
具体地，根据选取的工况进行试验，获取试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果；或根据已有的符合该毁伤元终点作用条件范围的试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果。
SB4、调整步骤SB2中建立的有限元数值模型终点作用条件，使其与步骤SB3中的获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型终点作用条件范围下的有限元数值仿真结果。
SB5、根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。
具体来说，通过以下方式实现战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定：
SC1、使用步骤SA5中获取的经过标定的战斗部有限元数值仿真模型参数和步骤SB5中获取的经过标定的目标等效有限元数值仿真模型参数建立战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；其中，模型参与种类与模型终点作用条件范围与步骤SA1中一致。
根据战斗部种类确定对比指标，具体为：
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括在相同水平高度、相同爆距位置处空气冲击波超压；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括有效破片总数、破片飞散角、破片飞散方向角、破片密度分布和破片初速度；
当战斗部类型为侵彻战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径；
当战斗部类型为聚能战斗部时，所述对比指标包括形成的聚能侵彻体的初速度。
SC2、在该战斗部适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果。
具体地，在战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定过程中模型条件范围为战斗部与目标的终点交会条件范围。示例性地，用杀伤战斗部打飞机机翼，交会条件就是战斗部引信作用时，战斗部的位置、速度和姿态，飞机机翼位置、速度和姿态。
具体地，根据选取的工况进行试验，获取试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果；或根据已有的符合该战斗部模型条件范围的试验结果作为所述对比指标的实际毁伤结果。
SC3、调整步骤SC1中建立的有限元数值模型条件范围，使其与步骤SC2中的获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型条件范围下的有限元数值仿真结果。
SC4、根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。
实施时，标定过程中的所述偏差阈值设定为15%。
具体地，通过下式得到所述偏差率：
，
与现有技术相比，本实施例提供的一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，通过对战斗部有限元数值仿真模型标定、目标等效有限元数值仿真模型标定，进而对二者结合的战斗部毁伤目标有限元数值仿真模型标定，得到有限元数值仿真模型，提高了使用有限元数值仿真方法获得的毁伤评估结果的准确性，在毁伤评估中的战斗部威力场、目标易损性、战斗部毁伤目标评估中获得高置信度。
实施例2
本发明的一个具体实施例2，提供了一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成系统，包括：
初步标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；
模型结合模块，用于基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
最终标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型。
本发明实施例的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。
由于本实施例与上述方法实施例原理相同，所以本系统也具有上述方法实施例相应的技术效果。
实施例3
本发明提供一个具体实施例，采用实施例1提供的有限元数值仿真方法对某型航空炸弹（采用爆破战斗部）打击地面飞机的进行毁伤评估，并重点关注飞机中外翼的毁伤情况。
第一步，对该型航空炸弹进行战斗部有限元数值仿真模型的标定。
已知该型航空炸弹采用爆破战斗部（炸弹长2.0m，直径0.25m，战斗部质量200kg，装药TNT当量为120kg），设有触发引信，战斗部引信起爆时战斗部轴线与地面法线夹角范围为0度~20度，速度为50m/s~300m/s，最大落地攻角为10度。
根据上述信息，使用有限元数值仿真软件，建立了如图2所示的有限数值仿真模型，在该模型中，通过设置h、deg1、v和deg2分别设置战斗部引信起爆时战斗部质心距离地面高度、战斗部轴线与地面法线夹角、速度和落地攻角。
该航空炸弹根据GJB5232.4-2004开展了战斗部静爆实验，实验工况为：战斗部引信起爆时战斗部质心距离地面1m、战斗部轴线与地面法线夹角为15度、速度和落地攻角均为0；测得水平高度1.5m，距离爆心8m处的冲击波超压为0.32MPa，及对比指标冲击波超压的实际毁伤结果为0.32MPa。
在战斗部有限数值仿真模型中，设置h为1m，deg1为15度，v和deg2均为0，并在水平高度1.5m，距离爆心8m处设置冲击波超压监测点，获得初次有限元数值仿真结果数据为0.51MPa。
根据偏差率计算公式算出冲击波超压初次有限元数值仿真结果与实际毁伤结果偏差率为59%，不满足偏差率小于等于15%的要求，因此需要对战斗部有限元数值模型中的其他参数进行调整迭代，调整迭代过程如下表所示。
表1 战斗部有限元数值模型中参数调整过程
经过6次迭代，不断调整网格尺寸，最终当网格尺寸为最初建模网格尺寸的53%满足偏差率小于等于15%的要求，将此时除去战斗部终点作用条件的其他参数固定为已标定参数，完成战斗部有限元数值仿真模型标定。
第二步，对飞机中外翼进行目标等效有限元数值仿真模型的标定。
如图3所示，目标飞机高8.32m，翼展29.20m，采用悬臂式上单翼。外段下反角2度，安装角3度，1/4弦线后掠角6度50分。
根据第一步中战斗部产生的主要毁伤元为冲击波，根据战斗部与目标的终点交会条件，冲击波波阵面法线与目标等效结构接触面法线夹角范围为0~90度，如图4所示；
根据上述信息，使用有限元数值仿真软件，建立了如图5所示的有限数值仿真模型。
开展目标等效结构爆炸载荷加载试验，实验工况为：等效机翼结构下表面施加超压为0.2MPa的球形冲击波载荷，得到目标最大变形量为15cm，即对比指标目标最大变形量的实际毁伤结果为15cm。
在目标等效有限数值仿真模型中，在机翼结构下表面，同样施加超压为0.2MPa的球形冲击波载荷，获得初次有限元数值仿真结果数据为22.5cm。
根据偏差率计算公式算出对比指标初次有限元数值仿真结果与试验数据结果偏差率为50%，不满足偏差率小于等于15%的要求，因此需要对目标等效有限元数值仿真模型中的其他参数进行调整迭代，调整迭代过程如下表所示。
表2 目标等效有限元数值仿真模型参数调整过程
经过4次迭代，不断调整机翼材料应变强化参数，最终当机翼材料应变强化参数为最初建模中机翼材料应变强化参数的140%满足偏差率小于等于15%的要求，将此时除去目标冲击波终点作用条件的其他参数固定为已标定参数，完成目标有限元数值仿真模型标定。
第三步，对该型航空炸弹毁伤飞机中外翼进行有限元数值仿真模型的标定。
根据第一步标定后战斗部有限元数值仿真模型和第二步标定后的飞机机翼目标等效有限元数值仿真模型，可以得到如图6所示的战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型。
开展航空炸弹打击飞机机翼目标实弹打靶实验，实验工况为：战斗部引信起爆时战斗部质心距离地面6m、战斗部轴线与地面法线夹角为12度、速度为280m/s、落地攻角均为0；机翼水平固定于距地面1.5m高试验台，固定端为机翼宽截面端；战斗部引信起爆时，战斗部质心与机翼轮廓在地面上的投影关系如图7所示。得到机翼上表面最大变形量为12.5cm，即对比指标目标表面最大变形量的实际毁伤结果为12.5cm。
在航空炸弹毁伤飞机中外翼有限数值仿真模型中，将工况设置为与打靶实验一致，获得初次有限元数值仿真结果最大变形量数据为10.2cm。
根据偏差率计算公式算出对比指标初次有限元数值仿真结果与试验数据结果偏差率为18.40%，不满足偏差率小于等于15%的要求，因此需要对航空炸弹毁伤飞机中外翼有限数值仿真模型中的其他参数进行调整迭代，调整迭代过程如下表所示。
表3 航空炸弹毁伤飞机中外翼有限数值仿真模型调整参数过程
经过5次迭代，不断调整战斗部与目标之间的耦合参数，最终当战斗部与目标之间的耦合参数为最初建模中战斗部与目标之间的耦合参数的145%满足偏差率小于等于15%的要求，将此时除去终点交会参数外的其他参数固定为已标定参数的其他参数固定为已标定参数，完成航空炸弹毁伤飞机中外翼有限数值仿真模型标定。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；
基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型；
通过以下步骤实现各模型的标定过程：
确定模型参与种类、模型终点作用条件范围以及对比指标，进而建立相应的有限元数值模型；
在模型参与种类适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果；
调整所述有限元数值模型终点作用条件，使其与获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型条件范围下的有限元数值仿真结果；
根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。
2.根据权利要求1所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，若为战斗部有限元数值仿真模型的标定或战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则
模型参与种类为战斗部种类，包括爆破战斗部、杀伤战斗部、侵彻战斗部、侵爆战斗部、聚能战斗部；
模型终点作用条件范围，包括战斗部引信起爆时战斗部的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围或战斗部与目标接触前的重心位置范围、战斗部轴线与地面法线夹角范围和战斗部速度矢量范围；
若为战斗部有限元数值仿真模型的标定，则模型条件范围为模型终点作用条件范围；
若为战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则模型条件范围为战斗部与目标的终点交会条件范围。
3.根据权利要求2所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，若为战斗部有限元数值仿真模型的标定，则
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括在相同水平高度、相同爆距位置处空气冲击波超压；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括有效破片总数、破片飞散角、破片飞散方向角、破片密度分布和破片初速度；
当战斗部类型为侵彻战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径；
当战斗部类型为聚能战斗部时，所述对比指标包括形成的聚能侵彻体的初速度。
4.根据权利要求1所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，若为目标等效有限元数值仿真模型的标定，则
模型参与种类为毁伤元种类，包括侵彻体和冲击波；
模型终点作用条件范围包括侵彻体与目标等效结构接触前侵彻体的重心位置范围、侵彻体几何中心轴线与目标等效结构接触面法线夹角范围和侵彻体速度矢量范围或冲击波波阵面法线与目标等效结构接触面法线夹角范围。
5.根据权利要求4所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，若为目标等效有限元数值仿真模型的标定，则
当毁伤元类型为侵彻体时，所述对比指标包括侵彻体侵彻前后速度剩余率和侵彻体侵彻前后质量剩余率；
当毁伤元类型为冲击波时，所述对比指标包括目标等效结构最大变形尺寸、最大破孔直径。
6.根据权利要求1所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，若为战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型的标定，则
当战斗部类型为爆破战斗部时，所述对比指标包括目标上最大变形尺寸、最大破孔直径；
当战斗部类型为杀伤战斗部时，所述对比指标包括破片穿透率和最大破孔直径；
当战斗部类型为侵彻战斗部或聚能战斗部时，所述对比指标包括最大侵彻深度；
当战斗部类型为侵爆战斗部时，所述对比指标包括形成爆坑的最大直径。
7.根据权利要求1所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，所述偏差阈值设定为15%。
8.根据权利要求1所述的用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成方法，其特征在于，通过下式得到所述偏差率：
。
9.一种用于毁伤评估的有限元数值仿真模型生成系统，其特征在于，包括：
初步标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型进行标定；
模型结合模块，用于基于标定后的战斗部有限元数值仿真模型和目标等效有限元数值仿真模型，生成战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型；
最终标定模块，用于基于毁伤过程中的实际毁伤元分布对战斗部毁伤目标有限元数值仿真新模型进行标定，得到用于毁伤评估的有限元数值仿真模型；
通过以下步骤实现各模型的标定过程：
确定模型参与种类、模型终点作用条件范围以及对比指标，进而建立相应的有限元数值模型；
在模型参与种类适用的模型条件范围内选取工况，获取所述对比指标的实际毁伤结果；
调整所述有限元数值模型终点作用条件，使其与获取实际毁伤结果的模型条件范围一致，获取所述对比指标在该模型条件范围下的有限元数值仿真结果；
根据所述有限元数值仿真结果与实际毁伤结果判断所述对比指标的偏差率是否小于等于设定的偏差阈值；若否，则调整有限元数值模型参数，重新获取有限元数值仿真结果与实际毁伤结果进行判断；否则，将此时有限元数值模型中的参数固定为已标定参数，实现模型的标定。
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