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基于有限元目标毁伤计算方法及仿真设计研究

归档日期:07-14       文本归类:毁伤效应      文章编辑:爱尚语录

  毁伤效能是武器系统作战效能评估中最重要的性能指标,由于高空炸点毁伤系统存在目标高速性、炸点分布随机性已及碎片分布广泛性等特点,在这种环境条件下,高速动态目标毁伤机理要比定距定爆毁伤复杂得多。因此,通过对高速目标毁伤进行研究,形成有关高速动态目标近炸毁伤效能评估的规范化方法和辅助仿真手段。论文根据目标毁伤机理,利用有限元分析方法建立目标毁伤易损区模型,通过Monte Carlo方法和空间切向微分方法对目标易损区面积、炸点位置坐标、弹丸碎片空间位置坐标进行模拟计算。将计算得到的单枚碎片坐标与目标单一易损面元相结合来研究单枚碎片对某一易损面元的毁伤概率,对所划分的所有单一面元采用全概率加和求得整个目标易损区的毁伤概率。为了获得目标毁伤效能评估新方法,提出空间切向微分面元法来计算弹丸多碎片对目标毁伤的分布概率。根据多碎片的动态参数,分析与建立目标毁伤的空间切向微分面元计算模型。按照多碎片在空间飞散球面上的分布密度,研究了多碎片在三维空间对目标作用效能计算原理和方法,推导出多碎片与目标面元的相互作用程度函数、毁伤分布概率计算函数以及多碎片对目标毁伤概率分布变化特性。建立基于有限元分析软件ANSYS的弹丸碎片以及目标有限元分析模型,完成了单个弹丸碎片侵彻某一目标面元仿真。在理论计算的基础上,利用弹目交会过程中的各项有效毁伤的参数,结合目标毁伤等级标准,给出了高速目标近炸毁伤动态仿真设计的毁伤效能评估算法。利用软件Creator对弹丸、目标以及地形等建立三维模型,在Microsoft Visual studio2005环境下,编写相应的目标毁伤动态仿真处理程序,利用实时三维虚拟现实开发软件Vega Prime,实现了高速目标近炸毁伤动态仿真设计。通过仿真计算验证了弹丸碎片在大小尺寸合理的情况下,速度越大,且单位面积内的有效碎片数目越多,目标受毁伤的可能性越大,目标受碎片毁伤的概率也就越大,目标被毁伤的程度越严重。

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