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申请/专利权人：西安近代化学研究所

摘要：本发明公开了一种破片打击下目标毁伤概率计算模型的构建方法及计算方法，属于毁伤评估领域，包括：导入单元节点信息；在有限元软件中对飞机各部件表面划分三角形面元网格，将得到的各部件的节点信息和面元信息分别编号，并按矩阵格式导入Matlab中，并建立飞机面元网格节点坐标系；采用的基于Kriging代理模型的毁伤概率计算方法，对比蒙特卡洛方法，可以有效降低破片交会计算、破片极限穿透速度和破片剩余速度的计算次数，提高目标毁伤概率计算效率；此外，本发明采用U学习函数可进一步提高Kriging代理模型建模效率，进一步提高目标毁伤概率整体计算效率；解决了现有技术中目标毁伤概率的计算方法效率低的技术问题。

主权项：1.一种破片打击下目标毁伤概率计算模型的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，导入单元节点信息；在有限元软件中对飞机各部件表面划分三角形面元网格，将得到的各部件的节点信息和面元信息分别编号，并按矩阵格式导入Matlab中，并建立飞机面元网格节点坐标系；所述面元信息包括部件的材料密度、部件的材料极限强度和部件的厚度；步骤二，设置破片参数；设置破片的初始坐标、初始方向向量、密度、质量、直径和初始速度；设置预设打击区域，根据预设打击区域确定破片入射的方位角和俯仰角；步骤三，节点坐标变换；根据步骤二确定的破片入射的方位角和俯仰角，将已生成的飞机面元网格节点坐标系变换为射击线投影坐标系，得到飞机的三角形面元网格在射击线投影坐标系中的坐标；步骤四，生成射击线；根据飞机的各三角形面元网格在射击线投影坐标系下的坐标确定打击区域；采用蒙特卡洛法在打击区域按照正态分布随机生成M个瞄准点，分别连接破片的初始坐标和瞄准点的坐标，生成M条射击线；步骤五，从步骤四得到的M条射击线中选取W条射击线作为样本集，判断射击线与飞机的部件的三角形面元网格是否交会，其中，取1，2，....，W；取1，2，....，N；若射击线与部件的三角形面元网格相交，判定破片命中该三角形面元网格，并求得相交点，进入步骤六；否则，射击线与该三角形面元网格未相交，判定破片未命中该三角形面元网格，令，判断，是则继续判断，否则进入步骤八；步骤六，根据下述公式计算破片侵彻的极限穿透速度，ms； 式中： 代表部件的厚度，m； 代表破片直径，m； 为射击线与部件法向量的夹角，rad； 代表部件的材料密度，kgm³； 代表破片的密度，kgm³； 代表部件的材料极限强度，MPa；步骤七，将步骤六得到的破片侵彻的极限穿透速度与步骤二中的破片的初始速度进行对比，判断破片是否穿透飞机部件；若破片未穿透飞机部件，则计入命中信息，令，返回步骤五；若破片穿透飞机部件，则计算破片剩余速度，令，返回步骤五；所述命中信息包括命中部件编号和射击线编号；所述破片剩余速度的计算公式如下： 式中： 表示破片剩余速度，ms； 表示初始速度，ms； 代表破片的质量，kg； 代表破片沿着射击线撞击部件时冲击出的塞块质量，kg；步骤八，确定输入变量集和输出变量集；将步骤二得到的破片的密度、质量、直径和初始速度和步骤五中的W个瞄准点的坐标组成W组数据，并将其作为输入变量集；将步骤七中得到的命中信息、步骤六得到的破片侵彻的极限穿透速度和步骤七中得到的破片剩余速度作为输出变量集；步骤九，构建破片打击下目标毁伤概率计算模型；将步骤八得到的输入变量集与输出变量集中的命中信息作为第一训练样本集；将步骤八得到的输入变量集与输出变量集中的破片侵彻的极限穿透速度作为第二训练样本集；将步骤八得到的输入变量集与输出变量集中的破片剩余速度作为第三训练样本集；将第一训练样本集、第二训练样本集和第三训练样本集分别导入Matlab中Kriging代理模型的工具箱中，分别得到破片交会命中计算Kriging代理模型、破片侵彻的极限穿透速度计算Kriging代理模型和破片剩余速度计算Kriging代理模型，即得到破片打击下目标毁伤概率计算模型；步骤十，对破片打击下目标毁伤概率计算模型进行训练，得到训练好的最终破片打击下目标毁伤概率计算模型；分别将第一训练样本集、第二训练样本集和第三训练样本集之外的射击线作为第一候选训练样本集、第二候选训练样本集和第三候选训练样本集；将第一候选训练样本集、第二候选训练样本集和第三候选训练样本集分别输入破片交会命中计算Kriging代理模型、破片侵彻的极限穿透速度计算Kriging代理模型和破片剩余速度计算Kriging代理模型中进行训练，得到训练好的破片交会命中计算Kriging代理模型、破片侵彻的极限穿透速度计算Kriging代理模型和破片剩余速度计算Kriging代理模型，即得到训练好的最终破片打击下目标毁伤概率计算模型。

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百度查询： 西安近代化学研究所 破片打击下目标毁伤概率计算模型的构建方法及计算方法