[发明专利]一种基于复杂效应场计算的地下结构毁伤评估方法

说明书

本发明涉及一种基于复杂效应场计算的地下结构毁伤评估方法，包括以下步骤：步骤一：确定地下结构目标参数、来袭弹药参数、弹目交汇参数；步骤二：依据毁伤机理，开展复杂效应场毁伤效应计算；步骤三：根据步骤一所确定的参数，将步骤二计算得到的作用到内部构件和设备上的冲击波荷载、地震动荷载与标准毁伤判据进行比对，得出物理毁伤评估结果；步骤四：建立功能毁伤模型，并结合物理毁伤评估结果，开展地下结构部件和子系统功能毁伤评估；步骤五：建立毁伤评估模型、结合地下结构部件和子系统功能毁伤评估结果，最终得出地下结构系统毁伤效果评估结论。本发明解决了目前地下结构毁伤评估方法不全面不准确的问题。

技术领域

本发明涉及毁伤测评技术领域，具体是一种基于复杂效应场计算的地下结构毁伤评估方法。

背景技术

武器打击地下结构毁伤效果的研究和评价手段主要是实验和数值仿真，实验结果虽然直观可靠，但实验周期长、耗费巨大，而数值仿真一方面由于计算结果严重依赖于本构模型及其参数的选取，另一方面则由于武器与目标的作用过程非常复杂，存在武器与目标作用的复杂效应场，且作用区域广，要想对整个作用过程进行数值计算，需要巨大的计算网格(主要是目标模型)。在保证计算精度的前提下，要实现这一目标，在当前的计算条件下往往是不现实的，因此，需要发展地下结构毁伤评估方法。目前，经过近几十年的积累，针对武器毁伤效应的单一毁伤元(如侵彻、爆炸、地冲击、破片、空气冲击波、震动等)，国内外学者已经研究出大量成果，并给出了各类毁伤元效应的工程计算模型，在很大程度解决了武器毁伤效应领域的基础难题。然而地下结构体系庞大、构成复杂，武器命中后，存在各种毁伤元(侵彻、爆炸、冲击波、破片、地震动、毒气、燃烧等)广泛的连续作用、耦合作用和共同作用的复杂效应场，单一毁伤元并不能很好地“刻画”出工程毁伤效应场情况。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于复杂效应场计算的地下结构毁伤评估方法，解决目前地下结构毁伤评估方法不全面不准确的问题，实现地下结构复杂毁伤效应毁伤效果的综合评价。

本发明采用以下技术方案：

一种基于复杂效应场计算的地下结构毁伤评估方法，包括以下步骤：

步骤一：确定地下结构目标参数、来袭弹药参数、弹目交汇参数；

步骤二：依据毁伤机理，开展复杂效应场毁伤效应计算，其计算步骤如下：

1)、根据步骤一所确定的参数，通过侵彻效应计算，得到武器侵入目标后的运动轨迹，根据引信作用时间计算确定来袭弹药点火时侵入地下结构的具体位置；

2)、根据步骤一所确定的参数，依据来袭弹药点火时侵入地下结构的具体位置，计算出目标结构震塌结果，根据该结果确定目标结构的毁伤等级及特征；其计算公式如下：

式中，震塌系数K_Z取值对应不同的宏观破坏程度、H为结构厚度、C为TNT装药量、e为爆心至迎爆面距离。

3)、根据步骤一所确定的参数，结合侵彻效应计算和目标结构震塌结果，进一步确定地下结构的毁伤模式；

4)、根据步骤一所确定的参数，根据毁伤模式不同调用不同的武器效应工程计算模块得到作用到内部构件和设备上的冲击波荷载、地震动荷载；

步骤三：根据步骤一所确定的参数，将步骤二计算得到的作用到内部构件和设备上的冲击波荷载、地震动荷载与标准毁伤判据进行比对，确定内部构件和设备的毁伤等级，得到地下结构部件和设备的物理毁伤，然后对工程整体进行物理毁伤分析，得出物理毁伤评估结果；

步骤四：建立功能毁伤模型，并结合物理毁伤评估结果，开展地下结构部件和子系统功能毁伤评估；

步骤五：基于层次分析法建立毁伤评估模型，结合地下结构部件和子系统功能毁伤评估结果，最终得出地下结构系统毁伤效果评估结论。