一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法及系统

本发明涉及弹头爆破，特别涉及一种弹头破片对目标造成损伤的评估方法及系统。

背景技术：

1、在现代军事冲突和安全防护领域，准确评估弹头对目标的毁伤情况至关重要的。随着武器系统技术的进步，传统的基于经验或简化模型的毁伤评估方法已逐渐不能满足高精度评估的需求，为了提高评估的准确性和实用性，研究者们开始开发更为精细和科学的计算模型，例如使用有限元分析和粒子流体动力学等复杂模型能够提供弹头碎片形状和尺寸信息，采用高速相机直接拍摄并分析弹头爆炸的动态过程，但这些方法计算量大，执行时间长，不适合需要快速预测的应用场景。

技术实现思路

1、针对相关技术的缺陷，本发明提供一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法及系统，旨在解决现有技术中存在的不能准确和快速进行目标对象损伤评估的问题。

2、所述技术方案如下：

3、一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：设计弹头的爆炸实验，通过现场搜集弹头爆炸后散落的破片群的照片，获取能够反映破片群的实际大小和形状的图像，使用图像分析软件将照片数字化，根据破片的形状特征，将其分类为已知的几何形状；同时收集符合统计学要求数量的破片尺寸数据，用统计学方法来确定破片的尺寸和形状；

5、步骤s2：根据确定的破片群的尺寸和形状，利用尺寸和材料密度来估算每个破片的质量；同时利用爆炸能量和破片质量来估算每个破片的初始速度；采用流体动力学来模拟破片在空气中的飞行，以获得完整速度数据；

6、步骤s3：构建弹头爆炸后的破片分布，结合弹头质量、破片尺寸参数、预估的破片数量、破片最小穿透质量、爆炸能量、材料密度、声速因素以及通过引入修正函数和幂指数关系来描述弹头爆炸后的破片分布；

7、步骤s4：计算目标损伤概率，通过计算由弹头爆炸产生的破片群在有效散布区域内与目标相交的概率，量化每个破片的动能，并结合破片质量、速度、尺寸大小以及基于破片形状的修正因子，构建损伤能力矩阵来评估破片对目标的损伤潜力，结合目标面积和破片穿透概率，计算得出目标受到的总损伤概率。

8、一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估系统，用于实现所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，该系统包括：

9、破片尺寸和形状确定模块，用于设计弹头的爆炸实验，通过现场搜集弹头爆炸后散落的破片群的照片，获取能够反映破片群的实际大小和形状的图像，使用图像分析软件将照片数字化，根据破片的形状特征，将其分类为已知的几何形状；同时收集符合统计学要求数量的破片尺寸数据，用统计学方法来确定破片的尺寸和形状；

10、破片初始参数估计模块，用于根据确定的破片群的尺寸和形状，利用尺寸和材料密度来估算每个破片的质量；同时利用爆炸能量和破片质量来估算每个破片的初始速度；采用流体动力学来模拟破片在空气中的飞行，以获得完整速度数据；

11、破片分布描述模块，用于构建弹头爆炸后的破片分布，结合弹头质量、破片尺寸参数、预估的破片数量、破片最小穿透质量、爆炸能量、材料密度、声速因素以及通过引入修正函数和幂指数关系来描述弹头爆炸后的破片分布；

12、目标损伤计算模块，用于计算目标损伤概率，通过计算由弹头爆炸产生的破片群在有效散布区域内与目标相交的概率，量化每个破片的动能，并结合破片质量、速度、尺寸大小以及基于破片形状的修正因子，构建损伤能力矩阵来评估破片对目标的损伤潜力，结合目标面积和破片穿透概率，计算得出目标受到的总损伤概率。

13、本发明具有如下有益效果：

14、本发明提供的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法及系统，通过大量实验，用统计学方法来确定破片尺寸和形状的总体情况得到破片初始参数估计，从而降低了对弹头爆炸的实时情况进行跟踪遥感对硬件设施的需求；通过对破片分布描述建模和目标损伤建模，快速准确地估计了目标对象的损伤情况，通过实验验证了模型符合预期。

技术特征：

1.一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：

3.如权利要求1所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

4.如权利要求1所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：

5. 如权利要求1所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：

6.一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估系统，用于实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法，其特征在于，该系统包括：

技术总结本发明公开了一种基于综合爆炸效应的目标损伤评估方法及系统，属于弹丸爆破领域。包括步骤S1：通过爆炸实验，获取破片群的照片并数字化，确定破片的尺寸和形状；步骤S2：估算每个破片的质量和获得完整速度数据；步骤S3：通过引入修正函数和幂指数关系来描述弹头爆炸后的破片分布；步骤S4：计算目标损伤概率，构建损伤能力矩阵来评估破片对目标的损伤潜力，结合目标面积和破片穿透概率，计算得出目标受到的总损伤概率。本发明提供的技术方案有效解决了技术中存在的不能准确和快速进行目标对象损伤评估的问题。技术研发人员：郑宇,吴巍,李文彬,姚文进,张笑瀛,王长安,王广伟,王怀军,张庆,李伟兵,朱炜,朱昊,房杰晨,刘津阁,李晨晓,孙立桐,解文凯受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2