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一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统及方法

摘要

本发明公开了一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统及方法,该系统包括侵爆战斗部设计模块、侵彻能力评估模块和爆炸毁伤模块;侵爆战斗部设计模块,用于进行战斗部参数设计,并将设计好的战斗部参数存储到数据层;侵彻能力评估模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;并将侵彻数据存储到数据层;爆炸毁伤模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据战斗部参数和侵彻数据,进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;并将爆炸毁伤数据存储到数据层。本发明解决传统模式中迭代周期长,信息不能完全准确传递问题,提升设计与评估的数字化水平。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-03-28

    授权

    发明专利权授予

  • 2022-09-06

    实质审查的生效 IPC(主分类):G06F30/20 专利申请号:2022106069861 申请日:20220531

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及战斗部设计与毁伤评估技术领域,具体涉及一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统及方法。

背景技术

战斗部设计与毁伤评估是武器装备建设的重要内容,是复杂的系统工程,涉及材料学、力学、物理学等多个学科领域。在传统概念里,战斗部设计和毁伤评估属于设计方和使用方两个不同部门关注的问题。传统战斗部设计,主要是基于专家经验开展,采用“画+打”模式,即画图设计加实验验证。面向新形势需求,这种模式弊端凸显难以为继,一方面,设计水平的高低过渡依赖设计师的经验,知识沉淀和传承困难;另一方面设计过程中难以获得对毁伤效果的直观认识,设计效果需要通过不断的验证检验,过长的迭代周期制约着战斗部设计效率提升。

当前设计范式中,设计人员先依据经验构建几何模型,交由仿真部门开展数值计算以检验指标合理性,再由设计人员更改已满足指标,再由设计人员进行数值计算开展毁伤模拟,并不断迭代过程。同时在迭代过程中,多采用图纸、文档等方式,存在信息不能准确传递,后续节点工作不理解前序工作的初衷等问题。

因此,我们急需一种构建具备知识沉淀、迭代迅速的战斗部设计与毁伤评估系统及方法,是解决该弊端的有效途径。

发明内容

本发明目的在于提供一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统及方法,解决传统模式中迭代周期长,信息不能完全准确传递问题,提升设计与评估的数字化水平。

本发明通过下述技术方案实现:

第一方面,本发明提供了一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统,该系统开发设计于包括从下往上的数据层、功能层和界面层的软件架构上;该系统包括侵爆战斗部设计模块、侵彻能力评估模块和爆炸毁伤模块;

所述侵爆战斗部设计模块,用于进行战斗部参数设计,并将设计好的战斗部参数存储到数据层;

所述侵彻能力评估模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;并将所述侵彻数据存储到数据层;

所述爆炸毁伤模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;并将所述爆炸毁伤数据存储到数据层。

其中,软件架构包括从下往上的数据层、功能层和界面层,最底层为数据层,存储包含材料、实验和模拟等数据,该层通过定义数据格式、调用接口等实现标准化存储。中间层为功能层,功能层主要包含设计模块和评估模块,在实际实施中可以由战斗部设计及毁伤评估场景需求,对模块无限扩展。中间层通过对数据层的调用、操作实现战斗部设计与评估功能。中间层还将对操作后的数据存储到数据层,功能层各模块之间的关键通过数据层实现,从而确保了模块之间的无损数据传递。最上层为界面层,通过人机交互界面,实现对功能层的可视化操作。本发明以数据层为基础,所有模型、参数均存储在数据层,具备对功能层各模块调用的一致性支撑。同时各功能模块之间极为便利,如果通过网络部署,可以实现跨团队、跨部门的协同。

进一步地,所述战斗部参数包括材料参数和几何参数;

所述材料参数包括材料密度、强度和声速等材料基本信息;

所述几何参数包括弹体直径、长度和质心位置等参数信息;

所述预设的弹靶作用参数包括靶面与弹道夹角、着靶速度。

进一步地,所述材料参数通过列表式数据库方式存储在数据层,其基本参数不可更改,在界面层使用时仅可通过材料名称调用;例如:304钢材料的密度、强度和声速等信息已存储在数据层的数据库中,在界面层使用中仅可通过下拉框选择材料304钢,不能对材料参数进行更改。

所述几何参数通过标准化文本文件方式存储在数据层的数据库文件夹中,其参数信息是设计变量,可以根据需求在界面层中修改相关设计参数,同时在数据库文件夹中更改相关参数。

进一步地,该系统还包括:

所述侵彻能力评估模块,还用于将所述侵彻数据与第一设计目标值进行对比,评估侵彻能力是否满足需求:如果侵彻数据大于第一设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的侵彻数据存储到数据层;其中,所述侵彻数据为战斗部侵彻深度;

所述爆炸毁伤模块,还用于将所述爆炸毁伤数据与第二设计目标值进行对比,评估爆炸毁伤能力是否满足需求:如果爆炸毁伤数据大于第二设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的爆炸毁伤数据存储到数据层;其中,所述爆炸毁伤数据为战斗部最大压力。

进一步地,所述侵彻能力评估模块中采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,具体为:

在界面层采用下拉框形式选择侵彻能力评估模型和靶标类型,根据选择的侵彻能力评估模型和靶标类型进行不同类型的侵彻能力评估,得到侵彻能力评估结果;并将所述侵彻能力评估结果以文本文件保存至数据层;其中:

所述侵彻能力评估模型包括Young经验公式、Forrestal经验公式和微分面元;

所述靶标类型包括强度靶(单一均匀介质)、成层靶(多种介质)、多层钢靶和多层楼层靶。

进一步地,所述Young经验公式的表达式为:

式中:D为战斗部侵彻深度,m;S为无量纲抗侵彻能力系数;N为头部系数;m为弹体质量,kg;A为弹体截面积,m

其中,S与战斗部材料有关,N与V是通过直接设计得到,m和A是根据战斗部参数计算得到。

进一步地,所述爆炸毁伤模块中采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,具体为:

在界面层手动输入计算输入参数,或者通过调用所述侵彻能力评估结果来获取计算输入参数;所述计算输入参数包括当量、结束时刻、最大距离、爆炸方式、大气压、入射角和破坏判据;

根据所述计算输入参数,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估计算,得到爆炸毁伤评估结果;所述爆炸毁伤评估结果包括某一特定位置压强随时间变化、某一特定时刻入射压力随距离的分布、反射超压随距离变化关系、冲击速度和冲击波到达时间与距离的关系等定量关系。

第二方面,本发明又提供了一种侵爆战斗部设计与毁伤评估方法,该方法应用于所述的一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统,该方法包括:

进行战斗部参数设计,并将设计好的战斗部参数存储到数据层;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据所述战斗部参数,采用正向设计法进行侵彻能力评估和爆炸毁伤评估;

所述正向设计法包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;并将所述侵彻数据存储到数据层;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;并将所述爆炸毁伤数据存储到数据层。

进一步地,该方法还包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据所述战斗部参数,采用反向优化设计法进行侵彻能力评估和爆炸毁伤评估;

所述反向优化设计法包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;将所述侵彻数据与第一设计目标值进行对比,评估侵彻能力是否满足需求:如果侵彻数据大于第一设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的侵彻数据存储到数据层;其中,所述侵彻数据为战斗部侵彻深度;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;将所述爆炸毁伤数据与第二设计目标值进行对比,评估爆炸毁伤能力是否满足需求:如果爆炸毁伤数据大于第二设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的爆炸毁伤数据存储到数据层;其中,所述爆炸毁伤数据为战斗部最大压力。

进一步地,所述战斗部参数包括材料参数和几何参数;

所述材料参数包括材料密度、强度和声速等材料基本信息;

所述几何参数包括弹体直径、长度和质心位置等参数信息;

所述预设的弹靶作用参数包括靶面与弹道夹角、着靶速度;

其中,所述材料参数通过列表式数据库方式存储在数据层,其基本参数不可更改,在界面层使用时仅可通过材料名称调用;例如:304钢材料的密度、强度和声速等信息已存储在数据层的数据库中,在界面层使用中仅可通过下拉框选择材料304钢,不能对材料参数进行更改。

所述几何参数通过标准化文本文件方式存储在数据层的数据库文件夹中,其参数信息是设计变量,可以根据需求在界面层中修改相关设计参数,同时在数据库文件夹中更改相关参数。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

本发明一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统及方法,该系统开发设计于包括从下往上的数据层、功能层和界面层的软件架构上;该系统包括侵爆战斗部设计模块、侵彻能力评估模块和爆炸毁伤模块,结合正向设计和反向优化设计,在同一软件架构下实现战斗部设计、侵彻能力和毁伤评估的功能;各个功能模块之间可以实现设计参数、模型的无损传递;每个独立的功能模块可以对专家经验进行传承;解决传统模式中迭代周期长,信息不能完全准确传递问题,提升设计与评估的数字化水平。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为本发明一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统的集成架构图。

图2为本发明一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统的正向设计示意图。

图3为本发明一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统的正向优化示意图。

图4为本发明侵爆战斗部设计模块界面示意图。

图5为本发明侵爆战斗部设计模块的获取模型参数示意图。

图6为本发明侵爆战斗部设计模块的模型可视化界面图。

图7为本发明侵彻能力评估模块入口示意图。

图8为本发明侵彻能力评估模块界面示意图。

图9为本发明侵彻能力评估结果示意图。

图10为本发明爆炸毁伤评估模块界面示意图。

图11为本发明爆炸毁伤评估结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示,本发明一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统,该系统开发设计于包括从下往上的数据层、功能层和界面层的软件架构上;如图1所示,该软件架构包括从下往上的数据层、功能层和界面层,最底层为数据层,存储包含材料、实验和模拟等数据,该层通过定义数据格式、调用接口等实现标准化存储。中间层为功能层,功能层主要包含设计模块和评估模块,在实际实施中可以由战斗部设计及毁伤评估场景需求,对模块无限扩展。中间层通过对数据层的调用、操作实现战斗部设计与评估功能。中间层还将对操作后的数据存储到数据层,功能层各模块之间的关键通过数据层实现,从而确保了模块之间的无损数据传递。最上层为界面层,通过人机交互界面,实现对功能层的可视化操作。

本发明以数据层为基础,所有模型、参数均存储在数据层,具备对功能层各模块调用的一致性支撑。同时各功能模块之间极为便利,如果通过网络部署,可以实现跨团队、跨部门的协同。

本发明提出了以数据为基础的战斗部设计与毁伤评估框架,在同一框架下实现战斗部设计、侵彻能力和毁伤评估的功能;且各个功能模块之间可以实现设计参数、模型的无损传递;每个独立的功能模块可以对专家经验进行传承。

如图2所示,该系统包括侵爆战斗部设计模块、侵彻能力评估模块和爆炸毁伤模块;

所述侵爆战斗部设计模块,用于进行战斗部参数设计,并将设计好的战斗部参数存储到数据层;

所述侵彻能力评估模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;并将所述侵彻数据存储到数据层;

所述爆炸毁伤模块,用于通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;并将所述爆炸毁伤数据存储到数据层。(以上为正向设计)

如图3所示,该系统还包括:

所述侵彻能力评估模块,还用于将所述侵彻数据与第一设计目标值进行对比,评估侵彻能力是否满足需求:如果侵彻数据大于第一设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数(可采用专家经验优化设计法),直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的侵彻数据存储到数据层;其中,所述侵彻数据为战斗部侵彻深度;

所述爆炸毁伤模块,还用于将所述爆炸毁伤数据与第二设计目标值进行对比,评估爆炸毁伤能力是否满足需求:如果爆炸毁伤数据大于第二设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的爆炸毁伤数据存储到数据层;其中,所述爆炸毁伤数据为战斗部最大压力。(以上为反向优化设计)

本实施例中,所述战斗部参数包括两大类:材料参数和几何参数;两种参数的存储略有差别;

所述材料参数包括材料密度、强度和声速等材料基本信息;所述材料参数通过列表式数据库方式存储在数据层,其基本参数不可更改,在界面层使用时仅可通过材料名称调用;例如:304钢材料的密度、强度和声速等信息已存储在数据层的数据库中,在界面层使用中仅可通过下拉框选择材料304钢,不能对材料参数进行更改。

所述几何参数包括弹体直径、长度和质心位置等参数信息;所述几何参数通过标准化文本文件方式存储在数据层的数据库文件夹中,其参数信息是设计变量,可以根据需求在界面层中修改相关设计参数,同时在数据库文件夹中更改相关参数。

所述预设的弹靶作用参数包括靶面与弹道夹角、着靶速度。

本实施例中,所述侵彻能力评估模块中采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,具体为:

在界面层采用下拉框形式选择侵彻能力评估模型和靶标类型,根据选择的侵彻能力评估模型和靶标类型进行不同类型的侵彻能力评估,得到侵彻能力评估结果;并将所述侵彻能力评估结果以文本文件保存至数据层;

具体地,所述侵彻能力评估模型包括Young经验公式、Forrestal经验公式和微分面元;下面是Young经验公式的具体计算:

Young经验公式为基于试验数据的纯经验型公式,适用于土、岩石、混凝土、冰及冻土,不适用于水、金属及空气,本软件不涉及冰及冻土,对于土、岩石及混凝土,侵彻深度D如下:

式中:D为战斗部侵彻深度,m;S为无量纲抗侵彻能力系数;N为头部系数;m为弹体质量,kg;A为弹体截面积,m

其中,S与战斗部材料有关,N与V是通过直接设计得到,m和A是根据战斗部参数计算得到。

对于小质量的侵彻体,需要在上式基础上进行修正,对于土壤一类较软的靶,弹体小于27kg时,修正系数为:

K

式中:K

对于混凝土及石头一类硬靶,弹体小于182kg时,修正系数为:

K

本发明涉及的弹体质量较大,不需要进行质量修正。

形状参数N:

N=0.18L

N=0.18(CRH-0.25)

式中:Ln为弹头长度,m;CRH为卵形弹头头部曲率参数;

卵形弹的两个公式是完全等效的,可以通过几何关系得到。

S作为靶体抗侵彻能力的表征,通过实弹实验数据进行拟合,并整理公式,如下所示:

S=K'0.085K

式中:P为按体积计算的含钢百分率,通常混凝土的P在1%~2%左右;tc为以年记固化时间,大于1年的都记为1年;Tc为Tc为靶厚度,以弹径为单位,多层靶的Tc需要单独考虑,Tc小于0.5时公式不适用,Tc大于6时可以设为6;fc’为实验时的无侧限压缩强度;k’为试验数据修正系数,取1.43;

基于上述公式,可以得到侵彻深度的数据,通过该数据与设计目标值的对比,评估侵彻能力是否满足需求(如果侵彻值大于设计值则满足需求,如果不满足,则需要从新设计)。

当侵彻能力满足要求后,需要对战斗部在空气中爆炸威力进行评估(主要是通过压力来评估)。对于空气中爆炸,项目已实现Friedlander方程、Martin Larcher方程、Kingery-Bulmash空气冲击波参数计算模型几类方法,下面是Friedlander方程计算过程:

典型TNT空中爆炸冲击波工程模型,在冲击波到达之前,空间观测点的压力为大气压P

空气冲击波压力在正压区大致遵从指数衰减规律,有许多经验公式可以描述此压力衰减过程,其中修正的Friedlander方程较接近实际过程且又简单易于计算:

P=P

由此公式可以获得战斗部在空气爆炸中,距离起爆点某一位置压力随着历史演化关系。由压力可以对爆炸毁伤进行评估,当最大压力超过设计参数,则爆炸毁伤效能满足需求,否则不满足需求。

针对反向优化设计,如果所设计的战斗部不满足侵彻能力需求,即设计的战斗部侵彻深度小于设计指标(例如:要求侵彻深度最小不低于6m,而实际侵彻深度只能达到5m),那么需要对设计参数进行再优化,通过更改弹体设计头部系数、长度,或者更改战斗部材料。将新设计的战斗部参数通过文本文档保存在数据库文件夹,然后对战斗部侵彻能力进行再次评估,直到设计满足指标要求为止。

如果所设计的战斗部不满足爆炸毁伤能力需求,即设计的战斗部最大压力小于设计指标(例如:设计要求某位置最大压力不小于8MPa,而实际只能达到5MPa),那么需要对设计参数进行再优化,通过更改弹体设计长度、直径,或者更改战斗部材料,达到提升爆炸威力的目的。将新设计的战斗部参数通过文本文档保存在数据库文件夹,然后对战斗部侵彻能力进行再次评估,检验新设计的战斗部是否满足侵彻能力,然后对爆炸毁伤威力进行评估,直到设计满足指标要求为止。

具体地,所述靶标类型包括强度靶(单一均匀介质)、成层靶(多种介质)、多层钢靶和多层楼层靶。

本实施例中,所述爆炸毁伤模块中采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,具体为:

在界面层手动输入计算输入参数,或者通过调用所述侵彻能力评估结果来获取计算输入参数;所述计算输入参数包括当量、结束时刻、最大距离、爆炸方式、大气压、入射角和破坏判据;

根据所述计算输入参数,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估计算,得到爆炸毁伤评估结果;所述爆炸毁伤评估结果包括某一特定位置压强随时间变化、某一特定时刻入射压力随距离的分布、反射超压随距离变化关系、冲击速度和冲击波到达时间与距离的关系等定量关系。

具体实施时,实现的软件如下:

1、侵爆战斗部设计模块的界面图见图4所示,图4中根据战斗部参数计算得到模型参数,根据模型参数计算得到预估参数。

图4中,包含顶部下拉框,下拉框提供多种不同弹型范本的选择,其几何结构数据来源于具体项目,通过参数化模型用文本文件存于数据层。当前已实现简化弹型和虚拟弹型的选择,为满足需要可以随时扩充下拉框数据,后续以简化弹型为例说明本例实施流程。

完成弹型选择之后,需要输入该弹型的设计参数(选择不同弹型,其输入参数略有不同),简化弹型示例中,需要参数包含直径、长度、质量、质心位置、末端落速、靶标指标(下拉框)、侵深要求、总装药量、等效TNT当量和冲击波超压等数据。一般情况下,在项目实施过程中,该部分数据来源于具体项目需求。

设计参数输入完成以后,点击估算模型尺寸,将获得基于已有经验推荐的模型参数(包括总长、半径、头部系数等等),如图5所示。在模型参数下面可以对弹型模型进行保存,相关数据将以固定的文本文件格式保存。

然后通过弹型预览,可以获得右侧预估参数,以及下方的可视化图形,如图6所示。

图6右侧预估参数是通过现有公式计算获得的总质量、弹身质量、装药质量、转接盘质量、头部极限减重、质心距离、转动惯量、安全系数和侵深等数据,至此完成战斗部参数的正向设计,可对模型进行保存,保存的数据以文本文件存储,以供侵彻毁伤模块和爆炸毁伤模块调用。

2、侵彻能力评估模块

侵彻能力评估模块与侵爆战斗部设计模块之间是通过保存的弹体文件进行数据传递,侵彻能力评估模块需要从主界面进入,如图7所示。

进入侵彻能力评估模块后,系统弹出如图8所示界面。界面中包含算法选择和靶标选择两个下拉框,算法选择主要是选择不同经验公式或者微分算法,用于计算和评估侵彻能力,当前已实现Young经验公式、Forrestal经验公式和微分面元三种算法;靶标选择部分主要用于选择设计的战斗部与何种目标作用,当前已实现强度靶(单一均匀介质)、成层靶(多种介质)、多层钢靶、多层楼层靶。为方便叙述和展示,本例后续以最简单的Young经验公式和强度靶为例进行说明。图8中,弹型参数是调用前序计算得到的模型参数,靶标参数是目标参数,即要打的目标。

图8所示典型侵彻能力评估界面,包含弹型参数,计算参数和靶标参数。其中,弹型参数数据可以直接手动输入,也可以通过调用所述侵爆战斗部设计模块,保存弹体设计参数的文本文件,获得弹体基本的质量、直径和头部数据参数。计算参数部分主要用于设置弹体和目标靶的交汇条件,主要包含靶面与弹道夹角、弹体着靶速度参数。靶标参数需要实施中输入,主要包含厚度、宽度、含钢筋百分率、抗压强度等数据(选择不同靶标,输入参数不同,但程序已通过类的设计,实现了在靶标参数栏,依据选择靶标不同,自动匹配对应所需参数输入框)。

所有输入参数完成后,点击预估按钮,可在下框中通过文字展示侵彻能力评估结果,如图9所示。本例展示战斗部穿透了目标靶,并且还有473.322m/s的剩余速度。可以通过点击保存结果,对侵彻能力评估结果保存为文本文件,以便后续调用。自此,侵彻能力评估完成。

3、爆炸毁伤评估模块

爆炸毁伤评估模块后,系统界面如图10所示。界面中包含计算参数,可以直接手动输入,也可以通过调用侵彻能力评估模块的弹体与目标靶作用后,保存的文本文件,获得爆炸当量等计算输入参数。

获取所有计算所需参数以后,点击计算,获得如图11所示结果。右侧图像包含某一特定位置压强随时间变化、某一特定时刻入射压力随距离的分布、反射超压随距离变化关系、冲击速度和冲击波到达时间与距离的关系等定量关系。同时,左侧有两个横拉框,可以调整不同的时刻和距离,对相关的量化数据进行展示,为数字化评估提供数据。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于,本实施例提供了一种侵爆战斗部设计与毁伤评估方法,该方法应用于实施例1所述的一种侵爆战斗部设计与毁伤评估系统,该方法包括:

进行战斗部参数设计,并将设计好的战斗部参数存储到数据层;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据所述战斗部参数,采用正向设计法进行侵彻能力评估和爆炸毁伤评估;

所述正向设计法包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;并将所述侵彻数据存储到数据层;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;并将所述爆炸毁伤数据存储到数据层。

作为进一步地实施,该方法还包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据所述战斗部参数,采用反向优化设计法进行侵彻能力评估和爆炸毁伤评估;

所述反向优化设计法包括:

通过数据调用获得数据层的战斗部参数,根据预设的弹靶作用参数和所述战斗部参数,采用侵彻能力评估模型进行侵彻能力评估,得到侵彻数据;将所述侵彻数据与第一设计目标值进行对比,评估侵彻能力是否满足需求:如果侵彻数据大于第一设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的侵彻数据存储到数据层;其中,所述侵彻数据为战斗部侵彻深度;

通过数据调用获得数据层的战斗部参数和侵彻数据,根据所述战斗部参数和侵彻数据,采用爆炸威力评估模型进行爆炸毁伤评估,得到爆炸毁伤数据;将所述爆炸毁伤数据与第二设计目标值进行对比,评估爆炸毁伤能力是否满足需求:如果爆炸毁伤数据大于第二设计目标值则满足需求,如果不满足则重新优化设计战斗部参数,直至设计满足指标要求为止;并将满足要求的爆炸毁伤数据存储到数据层;其中,所述爆炸毁伤数据为战斗部最大压力。

作为进一步地实施,所述战斗部参数包括材料参数和几何参数;

所述材料参数包括材料密度、强度和声速等材料基本信息;

所述几何参数包括弹体直径、长度和质心位置等参数信息;

所述预设的弹靶作用参数包括靶面与弹道夹角、着靶速度;

其中,所述材料参数通过列表式数据库方式存储在数据层,其基本参数不可更改,在界面层使用时仅可通过材料名称调用;例如:304钢材料的密度、强度和声速等信息已存储在数据层的数据库中,在界面层使用中仅可通过下拉框选择材料304钢,不能对材料参数进行更改。

所述几何参数通过标准化文本文件方式存储在数据层的数据库文件夹中,其参数信息是设计变量,可以根据需求在界面层中修改相关设计参数,同时在数据库文件夹中更改相关参数。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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