[发明专利]自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法

说明书

本发明涉及自然破片战斗部破片质量与数量分布预测仿真计算方法，包括计算单位长度修正Payman破碎参数Cu，利用Cu与C/M线性关系，计算特征常数A、B值；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；计算各单元金属质量M_i和炸药质量C_i；计算各单元的炸药质量C_i与金属质量M_i的比值将值代入已知的Cu＝A+B×(C/M)中，计算各单元的单位长度修正Payman破碎参数Cu_i；根据各单元的尺寸计算各单元的锥角；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Cu_i’；各单元的Cu_i’乘以各单元长度，得到各单元的修正Payman破碎参数Co_i；计算各单元的破片质量与数量分布；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。

技术领域

本发明涉及破片战斗部威力仿真领域，特别涉及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。

背景技术

破片质量与数量分布是设计具有理想破片杀伤效应弹丸的重要问题，而影响破片质量、数量分布的因素很多，其中包括一些随机因素，这就导致要想对这些因素进行理论分析很难。在弹丸设计过程中，为了选择具有最佳破片杀伤效应的设计方案，需在几个不同方案，如不同结构、或不同弹体材料、或不同炸药中进行筛选。在方案筛选中，都是用实际战斗部的破碎性试验求得破片质量与数量分布数据，不仅耗费大量的人力、物力、财力，而且研制周期较长。

为了解决上述问题，科研人员力图在研制过程中，至少是方案筛选时，避免进行实际战斗部的破碎性试验，而是通过理论分析或简单实验来解决问题。目前，广泛用于预测自然破片质量、数量分布的有Mott实验公式，但该公式存在大、小破片区偏离实验值较大的问题，而且对于给定的条件，必须用实验测定破碎参数，而这并不容易；Sternberg为了弥补Mott公式的不足，提出了按质量将破片分为三个区域，并给出了三个不同实验公式，该公式虽然避免了大、小破片区偏离实验值的问题，但待定常数多，使用不便；松永美之公式与特定的试验结果比较吻合，但该分布公式没有考虑弹体材料对破碎性的影响；其它一些破片质量分布式，如矶部公式、铃木公式等，也都忽略了材料的影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在自然破片战斗部设计过程中，仅需通过简单模拟试验测出单位长度修正Payman参数Cu和C/M比值关系，即能较为准确预测自然破片战斗部的破片质量与数量分布，以完成各种战斗部设计方案筛选工作的高效的预测仿真计算方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：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M_i和炸药质量C_i，其中，i取值为0-n；

步骤4、计算各单元的炸药质量C_i与金属质量M_i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Cu_i；

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Cu_i’；