一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法技术

技术编号:40328359 阅读:17 留言:0更新日期:2024-02-09 14:21
本发明专利技术提供一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,属于飞行器结构设计领域,包括:对典型防护结构进行抗冲击试验,总结典型防护结构各组分抗冲击机理,设计有抗冲击潜力的新防护结构。选取对抗冲击防护性能影响显著的结构参数作为设计变量,基于仿真数据库建立防护结构抗冲击防护性能的代理模型;基于所建立的代理模型和合适的优化算法开展防护结构抗冲击防护性能的优化设计,并通过融合抗冲击试验数值仿真数据实现代理模型的自适应更新以提升优化精度。本发明专利技术在不降低陶瓷/金属复合结构防护能力的前提下实现整体防护结构的减重,满足兼顾防护力和轻量化的设计需求,并显著提升优化设计效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行器结构设计领域,具体涉及一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法


技术介绍

1、陶瓷复合防护结构涉及到多种材料体系、多个变量,如何系统开展试验和仿真,快速完成陶瓷复合防护结构设计和改进,目前相关设计方法较为欠缺。基于神经网络的代理模型,可以对由多个设计变量影响的目标函数给出较为准确的预测,进而结合适当的优化设计方法,可以在满足轻量化设计的要求下给出最优的设计变量组合。

2、面对高速冲击物对飞行器防护性能的考验,当前通常采用陶瓷面板/均质金属背板的复合防护结构,陶瓷面板厚度一般在40mm以上。该防护结构抗冲击防护性能的提高存在瓶颈,为了满足抗冲击要求需要增加防护结构的厚度,进而导致结构重量增加,对飞行器的机动性产生不利影响。且防护结构设计过程存在反复试错,设计周期长、成本高的问题。现有中国专利申请“一种抗30mm脱壳穿甲弹的防护结构单元”仅给出了一种特定的结构,并未涉及相关的结构设计方法,限制了该结构设计方案应用的灵活性。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,考虑到传统设计方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述典型复合防护结构的抗冲击陶瓷材料为氧化铝、碳化硼或碳化硅;所述抗冲击试验为通过发射装置以规定速度发射大口径子弹,使大口径子弹垂直入射典型复合防护结构;所述失效模式指面板发生碎裂,背板发生断裂、弯曲以及凹陷。

3.根据权利要求2所述的一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于:所述步骤2)中建立的抗冲击试验数值仿真模型准确反映大口径子弹的几何尺寸、入射速度、接触部位以及典型复合防护结构的...

【技术特征摘要】

1.一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述典型复合防护结构的抗冲击陶瓷材料为氧化铝、碳化硼或碳化硅;所述抗冲击试验为通过发射装置以规定速度发射大口径子弹,使大口径子弹垂直入射典型复合防护结构;所述失效模式指面板发生碎裂,背板发生断裂、弯曲以及凹陷。

3.根据权利要求2所述的一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于:所述步骤2)中建立的抗冲击试验数值仿真模型准确反映大口径子弹的几何尺寸、入射速度、接触部位以及典型复合防护结构的几何尺寸、材料性能和安装方式;通过抗冲击试验获得的失效模式与抗冲击试验数值仿真模型的数值仿真结果进行比较确认抗冲击试验数值仿真模型的合理性,并证实抗冲击机理为:抗冲击陶瓷材料的面板中的陶瓷的粉碎吸能作用和背板的支撑作用共同消耗大口径子弹的动能,抵抗大口径子弹的侵蚀。

4.根据权利要求3所述的一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法,其特征在于:所述步骤3)中,设计...

【专利技术属性】
技术研发人员:李明净王克鸿秦岭南黄业增董雷霆李书贺天鹏
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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