自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法与流程

文档序号:19739371发布日期:2020-01-18 04:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1、采用与战斗部具有相同材料、相同热处理工艺、相同炸药含量的小圆柱形模拟弹进行静爆试验,计算单位长度修正payman破碎参数cu,利用在给定材料、热处理工艺、炸药含量情形下cu与c/m的线性关系,计算出弹体材料与炸药组合的特征常数a、b值;

步骤2、根据战斗部纵向半剖图按几何特征将战斗部划分成n个单元;

步骤3、根据单元的几何尺寸和弹体材料与炸药的密度,计算各单元的金属质量mi和炸药质量ci,其中,i取值为0-n;

步骤4、计算各单元的炸药质量ci与金属质量mi的比值

步骤5、将各单元的值代入已知的cu=a+b×(c/m)中,计算出各单元的单位长度修正payman破碎参数cui;

步骤6、根据各单元的几何尺寸计算各单元的锥角;

步骤7、根据各单元的几何特征,分别对各单元的单位长度修正payman破碎参数进行修正,得到修正后的cui’;

步骤8、各个单元的cui’值乘以各自单元的长度,得到各单元的修正payman破碎参数coi;

步骤9、计算各个单元的破片质量与数量分布;

步骤10、将所有单元的相同质量范围内的破片质量和数量相加,得到整个战斗部的破片质量与数量分布。

2.根据权利要求1所述自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法,其特征在于:所述步骤1中采用与战斗部具有相同材料、相同热处理工艺、相同炸药含量的小圆柱形模拟弹进行静爆试验,计算单位长度修正payman破碎参数cu,具体包括,

步骤1-1、根据破片积累质量百分数p的对数与无量纲破片质量m/mr之间的线性关系[1]计算修正payman破碎参数co,公式为

式中m为破片质量;mr为回收破片的总质量,当回收率很高时近似等于弹体的金属质量m;m/mr称为无量纲破片质量,p为质量大于m的破片积累质量百分数;

步骤1-2、根据修正payman破碎参数co与弹体长度l间的正比关系[2]计算单位长度修正payman破碎参数,即:

其中,比例系数cu为单位长度修正payman破碎参数。

3.根据权利要求2所述自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法,其特征在于:所述步骤1中利用在给定材料、热处理工艺、炸药含量情形下cu与c/m的线性关系,计算出弹体材料与炸药组合的特征常数a、b值,具体为,

对于给定的弹体材料和炸药,单位长度修正payman破碎参数cu与c/m间存在如下公式[3],即

其中,c为炸药质量,m为弹体的金属质量,a和b是弹体材料与炸药组合的特性常数;

以步骤1中小圆柱形模拟弹试验数据为依据,取得每发模拟弹的c/m比值,用xi表示,及单位长度修正payman破碎参数cui,用yi表示,得到关系[3]的线性拟合关系为如下公式[4],即

yi=a+bxi+εi(i=1,2,…,n)[4]

其中,(xi,yi)表示(c/m,cu)的第i个样本观察值,利用最小二乘法原理,计算取值最小时的a、b值。

4.根据权利要求1所述自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法,其特征在于:所述步骤7中根据各单元的几何特征,分别对各单元的单位长度修正payman破碎参数进行修正,得到修正后的cui’,具体为,

步骤7-1、对于相同材料和炸药组合,平均c/m比值相同的带锥度弹和圆柱弹之间存在如下公式

cu(带锥度弹)=(1-t1θ)cu(圆柱弹)[5]

其中,t1为锥度修正系数,θ为表面锥度,当内表面和外表面都带锥度时取其平均值,即带锥度弹按公式[5]得到修正的cui’;

步骤7-2、对于存在起爆端端部效应的情况,端部效应导致破碎性降低,对比相应无端部效应的弹,存在如下公式

cu(有端部效应)=cu(无端部效应)-t2a[6]

其中,t2为端部效应修正系数,常数a与公式[3]中一致,即对于存在有端部效应的按公式[6]式得到修正的cui’;

步骤7-3、对于无装药的空弹体情形,无装药部分的修正payman破碎参数co按如下公式[7]估算,

co(无装药部分)=t3a[7]

其中,t3为无装药修正系数,常数a与公式[3]中一致,即对于无装药部分的按公式[7]式得到修正的co’,并基于公式[2]得到修正的cui’;

步骤7-4、对于存在弹底的情形,分邻近圆柱部分、底这两部分考虑,则存在如下公式[8]和[9],

cu(底)=t5cu(邻近圆柱部分)[9]

其中,t4t5为弹底修正系数,t4取值0-1之间,t5取值0-1之间,即对于存在弹底情形按公式[8]、[9]得到修正的cui’。

5.根据权利要求2所述自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法,其特征在于:所述步骤9具体包括,

步骤9-1、依据国军标相关标准规范确定不同破片质量mi(i=1,2,...,k)系列阈值;

步骤9-2、依据公式[1]得到破片质量在mi到mj范围内的破片总质量为:

其中,mij为质量在mi到mj范围内的破片总质量;mi和mj为破片质量分组的下限和上限,mj>mi;m为战斗部各单元的弹体金属质量总和,即弹体的金属质量;α为质量修正系数,其值根据模拟试验数据选取;

步骤9-3、各质量范围内的破片数量为:

其中,a和b是加权系数,a+b=1,其值根据模拟试验数据选取。

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