一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法与流程

本申请属于球体填充建模，具体涉及一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法。

背景技术：

1、破片杀伤是指炮兵抛射物（炮弹）、炸弹、手榴弹等爆炸时，其内部的炸药将外壳撕成碎片的现象。球形破片由于具有气动性能优越、空气阻力系数小等优点，被广泛运用于预制破片战斗部。除实弹试验研究外，还可以通过仿真方法对爆炸过程球形破片的运动进行研究，包括其飞行特性、飞行速度衰减过程、侵彻明胶的瞬时空腔模型等方面。

2、进行球形破片仿真的前提是生成在曲面容器内部紧密排布的球形破片模型。球形破片直径较小，一般小于10mm，单个曲面弹壳容器中排布的球形破片数量可能高达数万个，采用手动建模的方法进行破片模型创建是不可行的，必须采用程序进行批量建模。

3、传统的球体填充建模方法主要是针对平面、圆柱面或圆锥面等简单曲面，且对填充的球体直径不做限制，可以为直径不均匀的球体。当要求必须采用均匀球体时，可能导致填充率不高，填充效果不够紧密。

4、因此，针对非圆柱/圆锥、形状较为复杂的曲面弹壳容器，无法利用现有仿真方法进行快速等直径球形破片建模。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中存在的技术问题，本申请提供一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，解决了现有非圆柱/圆锥、形状较为复杂的曲面弹壳容器，无法利用现有仿真方法进行快速等直径球形破片建模的问题。

2、本申请具体采用以下技术方案予以实现：

3、本申请提供一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，包括如下步骤：

4、步骤1：导入目标曲面q；

5、步骤2：构造基准平面截面p；

6、步骤3：计算所述平面截面p与所述目标曲面q的相交线c；若所述相交线c存在，则沿所述相交线c紧密布置等直径的球形破片；成功后，进入步骤4；

7、步骤4：在所述目标曲面q内，将所述相交线c向一侧偏置距离l，获得曲线c1；

8、步骤5：沿所述曲线c1紧密布置所述等直径的球形破片，布置过程中沿所述相交线c调整每个所述球形破片的球心坐标，保证与已有所述球形破片不相交，成功后，再次进入步骤4，直至偏置至该侧曲面边缘处；

9、步骤6：在所述目标曲面q内，将所述相交线c向所述曲线c1的相对侧偏置距离l，获得曲线c2；

10、步骤7：沿所述曲线c2紧密布置所述等直径的球形破片；成功后，再次进入步骤6，直至偏置至该侧曲面边缘处。

11、作为本发明的进一步说明，导入的所述目标曲面q的文件格式为三维

12、实体设计软件的标准格式。

13、作为本发明的进一步说明，所述构造基准平面截面p的方法为以下任

14、意一种：

15、a)指定原点和参考平面；

16、b)指定任意两个坐标轴矢量，同时自动选择所述矢量的叉乘作为平面法向；

17、c)指定任意两点，同时自动选择屏幕视角向作为平面法向。

18、作为本发明的进一步说明，所述偏置距离l由所述球形破片直径和所述相交线c处的平均斜率计算。

19、本申请与现有技术相比具有以下优点：

20、1.本发明可以针对任意曲面生成球实体并进行填充。

21、2.本发明生成的球实体尺寸均匀。

22、3.本发明生成的球实体进行填充时，填充方式更为紧密，即填充率高。

技术特征：

1.一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，其特征在于，导入的所述目标曲面q的文件格式为三维实体设计软件的标准格式。

3.如权利要求1所述的在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，其特征在于，所述构造基准平面截面p的方法为以下任意一种：

4.如权利要求1所述的在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，其特征在于，所述偏置距离l由所述球形破片直径和所述相交线c处的平均斜率计算。

技术总结
本申请公开了一种在曲面外壳容器中均匀填充球形破片的方法，该方法包括：步骤1：导入目标曲面Q；步骤2：构造基准平面截面p；步骤3：计算平面截面p与目标曲面Q的相交线C；若相交线C存在，则沿相交线C紧密布置等直径的球形破片，然后进入步骤4；步骤4：在目标曲面Q内，将相交线C向一侧偏置距离L，获得曲线C1；步骤5：沿曲线C1紧密布置等直径的球形破片；然后进入步骤4，直至偏置至该侧曲面边缘处；步骤6：在目标曲面Q内，将相交线C向曲线C1的相对侧偏置距离L，获得曲线C2；步骤7：沿曲线C2紧密布置等直径的球形破片；然后进入步骤6，直至偏置至该侧曲面边缘处。本发明可以针对任意曲面填充尺寸均匀的球实体。

技术研发人员：董素艳,张竹鹤,闫冬阳
受保护的技术使用者：西安流固软件科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15