[发明专利]一种侵彻过程中弹靶作用模型建模方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种侵彻过程中弹靶作用模型建模方法及装置。所述方法包括：获取战斗部的参数；基于轴向振动频率、战斗部质量和各阶轴向振动阻尼计算获得战斗部的质量阻尼弹簧模型；根据质量阻尼弹簧模型构建战斗部轴向振动的传递函数，并根据传递函数计算获得弹性振动模型；构建战斗部的刚体运动模型，并与弹性振动模型结合构成弹靶作用模型。所述装置用于执行所述方法，本发明实施例通过构建弹性振动模型，将弹性振动模型和刚体运动模型相结合构成弹靶作用模型，更加全面地分析了战斗部弹性振动对战斗部内部组件的影响，从而提高了弹靶作用模型反映战斗部内部组件的受力情况的准确性。

技术领域

本发明涉及数据建模技术领域，具体而言，涉及一种侵彻过程中弹靶作用模型建模方法及装置。

背景技术

现代战争中，越来越依靠超高速侵彻战斗部对防御工事、水面舰艇、机场跑道、地面建筑、飞机掩蔽库等高强度硬目标进行毁伤。而侵彻过程中，战斗部(弹)与高强度硬目标(靶)之间的弹靶作用机理非常复杂，给战斗部内部组件的抗高过载优化设计带来很大困难，如力学输入不明确、优化方向不明确。

目前，国内外学者通过建立合理、有效、简化的弹靶作用模型来揭示战斗部与高强度硬目标之间的弹靶作用机理，并指导战斗部内部组件的抗高过载优化设计，如引信、装药。

现有的弹靶作用模型建模方法仅考虑战斗部刚体运动，即侵彻过程中战斗部不发生任何变形。但是，战斗部侵彻高强度硬目标时会发生剧烈的弹性变形，甚至会有一定程度的塑性变形，直接将战斗部假设为刚体不能全面、合理地描述弹靶作用过程。另外，武器电子学系统在正弦冲击条件下更易损坏，也说明战斗部弹性振动是影响内部组件生存性的关键因素。因此，仅考虑战斗部刚体运动的弹靶作用模型不能全面、合理地反映战斗部内部组件的受力情况，也无法真正有效地指导战斗部内部组件的抗高过载优化设计。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种侵彻过程中弹靶作用模型建模方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种侵彻过程中弹靶作用模型建模方法，包括：

获取战斗部的参数，所述参数包括：壳体材料弹性模量、壳体材料密度、战斗部长度、战斗部质量和各阶轴向振动阻尼；

根据所述壳体材料弹性模量、所述壳体材料密度和所述战斗部长度计算获得所述战斗部各阶的轴向振动频率；

基于所述轴向振动频率、所述战斗部质量和所述各阶轴向振动阻尼计算获得所述战斗部的质量阻尼弹簧模型；

根据所述质量阻尼弹簧模型构建战斗部轴向振动的传递函数，并根据所述传递函数计算获得弹性振动模型；

构建所述战斗部的刚体运动模型，并与所述弹性振动模型结合构成弹靶作用模型。

进一步地，所述根据所述壳体材料弹性模量、所述壳体材料密度和所述战斗部长度计算获得所述战斗部的轴向振动频率，包括：

根据公式计算获得所述战斗部的轴向振动频率，其中，f_弹i为所述战斗部第i阶的轴向振动频率，L为所述战斗部长度，E为所述壳体材料弹性模量，ρ为所述壳体材料密度。

进一步地，所述参数还包括各阶轴向振动的无量纲阻尼比，相应的，所述基于所述轴向振动频率、所述战斗部质量和所述各阶轴向振动阻尼计算获得所述战斗部的质量阻尼弹簧模型，包括：

根据所述轴向振动频率计算各阶轴向振动的固有角频率，根据所述战斗部质量和所述固有角频率计算各阶轴向振动的刚度，根据所述各阶轴向振动的刚度、所述所述战斗部质量和所述无量纲阻尼比计算所述各阶轴向振动阻尼；

根据所述战斗部质量、所述各阶轴向振动阻尼和所述各阶轴向振动的刚度计算获得所述战斗部的质量阻尼弹簧模型。