步兵作战仿真中的榴弹毁伤模型研究

榴弹是步兵作战中造成目标毁伤的主要弹药，步兵作战仿真系统中榴弹毁伤模型的准确性将直接影响到仿真结果的准确性和可信性。本文根据榴弹引信的差别，分别建立了碰爆榴弹和空爆榴弹对人员目标的毁伤概率模型，并给出了基于随机数抽取的毁伤仿真方法，并通过仿真实例证明了这两种模型的可行性。     

基于作战仿真的毁伤评估系统

为了提高作战仿真系统毁伤评估的精度,实现作战仿真系统的可用性,研究了一种基于作战仿真的战场目标毁伤评估系统.采用组件化软件设计思想,建立了基于分布式仿真平台的系统架构;给出了系统的体系结构、功能组成和毁伤的处理流程.引入基于武器终点效应/目标易损性的毁伤评估方法,将毁伤评估划分成毁伤机理、终点效应两阶段工程建模,而后建立了目标毁伤评估模型;定义了毁伤模型的接口,给出了模型的处理流程.结果表明,目标毁伤评估系统扩展性好、通用性强、建模难度低、结果可信度高,可对作战仿真环境中的目标毁伤仿真与评估提供有力的支撑.     

杀爆战斗部对导弹阵地的毁伤效能研究

为评价战斗部对目标的毁伤能力,根据防空导弹阵地的功能和结构特性,建立了目标等效模型,确定了破片和冲击波对目标的毁伤判据.利用Monte-Carlo方法建立了导弹战斗部的单发毁伤概率模型,计算分析了终点弹道参数对毁伤概率的影响规律.结果表明,随圆概率偏差(CEP)和爆高的增加,毁伤概率下降.研究结果可为战斗部设计及作战使用提供参考.     

多用途子母弹对巡航导弹毁伤评估模型研究

为研究多用途子母弹对运动目标毁伤效能,建立了多用途子母弹对巡航导弹毁伤评估模型.该模型首先运用运动学原理,将多用途子母弹和巡航导弹在地面坐标系中的运动转化为在目标坐标系中的运动,运用爆炸学原理研究了多用途子母弹静爆炸威力特性,在此基础上建立了多用途子母弹对巡航导弹毁伤评估模型,并运用模型进行了仿真计算分析.该模型能为作战指挥员准确计算毁伤效能,确定弹药消耗和射击持续时间提供计算模型和依据.     

一种对圆柱形空中目标着靶参数算法的研究

能否准确有效地计算毁伤元对空中目标的着靶参数是评价弹药对空中目标毁伤概率的重要环节,也是评估导弹武器系统作战效能的重要指标.在分析毁伤元运动模型和目标元模型的基础上,提出了将圆柱形目标离散成多个小矩形并根据交会点到矩形四边的距离之和与周长关系作为命中目标的判定方法,推导出了着靶速度方向和目标轴截面、横截面夹角及着靶角和着速参数计算方法,并通过实例验证了该算法的正确性与准确性,为进一步研究毁伤元对目标的毁伤计算奠定了基础.     

基于SOA的目标毁伤评估研究

基于SOA的指挥控制系统体系结构和通用平台是以栅格网络为中心,这种扁平化结构能够满足及时有效配置资源和未来网络中心化作战需求,其中作战单元的分析和目标毁伤评估是指挥控制系统研究的关键。首先分析了目标毁伤评估体系,构建了目标毁伤评估模型,研究了目标毁伤效果评估方法,有利于指挥并控制作战单元的行动,保障作战任务的顺利完成.     

炸药材料特性对整体式MEFP成形的影响

为提高整体式多爆炸成形弹丸（MEFP）毁伤能力,采用LS-DYNA数值仿真软件对不同炸药材料下整体式MEFP成形过程进行了仿真研究,并对采用B炸药的战斗部进行了地面静爆验证试验,试验结果和仿真结果吻合较好.研究表明随着炸药材料密度、爆速和爆压的增加,中心弹丸速度和长径比都得到大幅提高,中心弹丸侵彻能力增强;周边弹丸外形则由球形逐渐向长杆形发展,弹丸气动性减弱.炸药材料参数与毁伤元成形参数间呈抛物线变化规律,故可根据具体目标选择合适的炸药材料,以提高对目标的毁伤概率.     

无人机小型封锁弹药侵爆机场道面仿真研究

针对无人机弹药毁伤机场道面"零伤亡"的优势,提出了一种基于无人机小型封锁弹药侵爆机场道面作战模式,避免有人机突防造成的巨大损伤。依靠DesignModeler建模工具构建BM100轻型反跑道炸弹10∶1模型,在Autodyn环境下进行仿真,得到侵爆过程仿真结果、关键Gauge点波形图及机场道面毁伤DAMAGE云图。结果表明:基于几何相似模型律,机场道面实际爆坑深度为500mm,半径为400mm,在坑口以下沿道面方向很大范围内出现内部镂空现象,这种内部镂空给机场抢修造成很大困难,比爆坑更难修复。     

电磁脉冲弹辐射功率空间分布仿真

针对电磁脉冲弹辐射作战过程,分析了影响微波辐射功率空间分布的主要因素,建立了电磁脉冲弹空间分布模型,并推导出电磁脉冲弹在目标平面功率密度分布计算公式.考虑高功率微波在大气传输中的衰减,对目标处的微波辐射功率密度进行了仿真. 结果表明,对于弹目不同交会态势,存在最优的弹道偏航角、弹体俯仰角和弹体高度使得辐射效能最大. 研究结果可为高功率微波电磁毁伤作战效能评估提供理论依据.      

战斗部侧弦攻击舰船内爆毁伤能力评估

建立了舰船内爆毁伤的静爆试验方法,并基于该方法建立了数值模型。通过实验分析与数值模拟,获取了战斗部内爆产生的冲击波超压和破片毁伤参数,分析了冲击波超压对主、临舱室人员的毁伤情况及破片的主要毁伤范围,为战斗部对相同舰船目标的毁伤威力及毁伤评估提供参考依据。     

基于有限元数据交会的部件毁伤评估方法研究

武器装备部件级战场损伤评估是实现装备精确保障仿真与战时精确预测的基础。以榴弹破片对付主战坦克为例,采用有限元离散法提出一种的弹目交会计算模型,建立了以概率形式表示的破片打击下部件毁伤准则。确定了一定条件下的火炮身管炮口与炮塔附近处损坏的临界侵彻深度,分别是35mm和85mm。编制了主战坦克与榴弹破片的有限元离散交会计算程序,并进行了示例计算。研究结果也适用于榴弹破片对付其他装备部件的损伤评估,从而为战场修复与精确维修保障提供支撑。      

64mm防暴弹发射器自动方式研究

研究了64 mm防暴弹发射器自动机工作方式。64 mm防暴弹发射时膛压低、初速小,自动发射器采用内能源自由枪机式自动机可能会导致无法完成自动动作,运用内弹道学能量守恒定律进行了验证计算。结果表明,64 mm防暴弹发射器采用内能源式自动机会导致工作可靠性降低,此结论为自动发射器自动机组件设计提供依据。     

某火箭弹引信擦地炸机构微弹簧的动力学分析

对无后坐炮发射时火箭弹中引信擦地炸机构微小弹簧的运动进行了动力学分析。在考虑弹簧质量的情况下建立了弹簧和导电杆之间的物理模型。该模型的微分方程计算结果表明微小弹簧在弹道上的振动过程会使导电杆的受压产生周期性变化，尤其是在一些波谷处，导电杆几乎不受压力，此时如果有火箭加速和其它装配缺陷等因素的影响，就会引起弹丸在弹道上的早炸。     

飞机壁板结构战伤的动力有限元仿真

根据已有实验方案分别建立了离散杆和射弹高速冲击飞机壁板结构的有限元模型,利用显式动力有限元计算程序进行了冲击损伤仿真。仿真得到的壁板损伤模式及尺寸结果与相应实验结果比较吻合,验证了仿真选用的Johnson-cook材料本构模型和Gruneison状态方程参数以及侵蚀接触算法的可靠性。     

柱形装药在混凝土中爆炸破坏效应数值模拟研究

为研究装药在混凝土中的爆炸破坏效应,利用LS-DYNA对有无预制孔以及预制孔填充土壤3种情况下的半无限混凝土介质中柱形装药的爆炸破坏过程进行了数值模拟研究.通过与实验结果比较,确定了计算模拟方法的有效性.通过数值模拟,定量研究了无填充预制孔、预制孔填充土壤以及无预制孔情况下,混凝土损伤破坏区域的大小.研究结果表明,无预制孔情况下爆腔和漏斗坑尺寸最大,无填充预制孔时最小.比较了3种工况下,同一位置点处质点的抛掷速度.     

随机疲劳寿命的估算

概述了随机疲劳寿命估算的一般过程,就该过程中的局部真实应力应变分析的简化计算方法和随机载荷下的循环应力应变模拟及疲劳损伤进行了探讨。依据实验结果,提出了一个能量损伤模型,通过寿命估算,对提出的模型进行了验证,并将其估算结果与现有的几种典型疲劳损伤模型估算结果进行了比较。同时,还讨论了疲劳性能参数的波动对寿命估算精度的影响。     

两种建筑围护结构动态热湿耦合 传递模型对比与验证

对以相对湿度为湿驱动势的两种热湿耦合传递模型（Künzel模型和Liu & Chen模型）进行了对比与全面验证，包括理论验证、模型间验证和实验验证. 使用Fortran程序和COMSOL软件同时进行模拟，模拟结果分别与解析解、其他模型模拟解和单/双侧受控边界条件下的实验数据进行对比，模拟结果与对比值之间有良好的一致性. 将两模型模拟结果进行对比后发现，在吸湿区内低相对湿度段，两模型差异不大；而在吸湿区末段（相对湿度逐渐增大至接近95%），Künzel模型不再能够准确模拟湿分布. 此研究在吸湿范围内充分验证了两个模型，并为将来的热湿耦合模型验证提供参考.     

初始温度条件下全尾胶结膏体损伤本构模型

膏体充填料到达采场初始温度不同是矿山存在的普遍现象,不同初始温度条件下膏体力学特性及应力-应变关系直接影响到矿山采充周期及相邻采场开采时贫化指标.通过对初始温度为2、20、35和50℃的硬化膏体进行单轴抗压强度试验,获得不同初始温度下充填体应力-应变演化曲线.根据理论推导和试验结果,建立了不同初始温度下膏体损伤本构模型,通过本构模型参数回归,提出膏体温度-时间耦合损伤本构模型.最后,采用Comsol数值模拟软件,将温度-时间耦合损伤本构模型嵌入solid mechanics模块,对单轴抗压试验进行数值模拟,模拟应力-应变曲线与试验结果较为吻合,验证了所提出本构模型的可靠性.     

基于事故再现的行人抛距及头部损伤研究

【】本文选取了11个影响事故结果的机动车与行人状态的经验参数,并设计正交试验筛选出影响事故结果的显著参数。基于Pc-Crash仿真平台,构建长头和平头两特征的机动车模型和行人模型,分别就显著参数对两种特征车型进行事故再现仿真,并结合行人头部损伤评价指标,分析了各参数对事故再现行人抛距及行人头部损伤的影响。据此指导一例真实人车事故案例,再现了整个事故发生过程,分析并验证了以上结论。本项目研究有效提高了再现结果的精准度和客观性,能为事故鉴定提供更多的有效信息。