环型聚能装药侵彻靶板能力多因素分析

马焱 赵捍东 黄鑫

马焱, 赵捍东, 黄鑫. 环型聚能装药侵彻靶板能力多因素分析[J]. 高压物理学报, 2017, 31(4): 462-468. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.015
引用本文: 马焱, 赵捍东, 黄鑫. 环型聚能装药侵彻靶板能力多因素分析[J]. 高压物理学报, 2017, 31(4): 462-468. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.015
MA Yan, ZHAO Han-Dong, HUANG Xin. Multi-Factors Analysis of Annular Shaped Charge Capability of Penetrating Target Board[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2017, 31(4): 462-468. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.015
Citation: MA Yan, ZHAO Han-Dong, HUANG Xin. Multi-Factors Analysis of Annular Shaped Charge Capability of Penetrating Target Board[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2017, 31(4): 462-468. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.015

环型聚能装药侵彻靶板能力多因素分析

doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.015
详细信息
    作者简介:

    马焱(1991—), 男,硕士研究生,主要从事弹箭模拟仿真研究.E-mail:1780942802@qq.com

  • 中图分类号: O315;TJ410.3

Multi-Factors Analysis of Annular Shaped Charge Capability of Penetrating Target Board

  • 摘要: 环型聚能装药结构参数与其侵彻靶板能力间的关系难以用精确的数学函数表达,因此利用灰色关联理论建立描述该关系的模型是有意义的。首先采用灰色关联度理论对正交试验数据进行初步处理分析,将多目标问题转化为单目标问题,得到各结构参数与侵彻靶板能力的灰色关联度;然后应用基于支持向量机回归、粒子群优化、遗传算法等参数寻优算法的支持向量机(SVM)网络回归模型对灰色关联度进行预测,从而实现对环型聚能装药侵彻靶板能力的计算。结果表明,使用基于遗传算法参数寻优的SVM网络回归模型拟合精度最高,该模型可以很好地描述正交试验中环型聚能装药结构参数与侵彻靶板能力间的关系。最后选用正交试验外的一组数据,应用LS-DYNA对该结构参数下的环型聚能装药侵彻靶板过程进行仿真,并将仿真试验数据与SVM网络回归模型的预测值作比较,验证了该模型的可靠性。

     

  • 图  PSO参数寻优时SVM预测数据比较

    Figure  1.  Comparison of SVM prediction data based on PSO parameter optimization

    图  SVR参数寻优时SVM预测数据比较

    Figure  2.  Comparison of SVM prediction data based on SVR parameter optimization

    图  GA参数寻优时SVM预测数据比较

    Figure  3.  Comparison of SVM prediction data based on GA parameter optimization

    表  1  因素取值[1]

    Table  1.   Factor value[1]

    No. 2α/(°) δ/(mm) h/(mm) H/(mm)
    1 55 4.0 115 70
    2 60 4.5 120 75
    3 65 5.0 125 80
    4 70 5.5 130 85
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    表  2  正交设计方案及仿真结果[1]

    Table  2.   Orthogonal design scheme and simulation results[1]

    No. 2α/
    (°)
    δ/
    (mm)
    h/
    (mm)
    H/
    (mm)
    t/
    (μs)
    v/
    (m/s)
    1 55 4.0 115 70 78.01 1033
    2 55 4.5 120 75 66.00 1125
    3 55 5.0 125 80 56.02 1139
    4 55 5.5 130 85 57.98 1152
    5 60 4.0 120 80 54.03 1331
    6 60 4.5 115 85 56.01 1274
    7 60 5.0 130 70 50.01 1303
    8 60 5.5 125 75 51.99 1328
    9 65 4.0 125 85 45.99 1542
    10 65 4.5 130 80 44.00 1477
    11 65 5.0 115 75 50.01 1265
    12 65 5.5 120 70 52.03 1264
    13 70 4.0 130 75 42.00 1506
    14 70 4.5 125 70 46.00 1425
    15 70 5.0 120 85 48.04 1421
    16 70 5.5 115 80 50.02 1308
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    表  3  原始数据归一化后的结果

    Table  3.   Nomalized results of original data

    No. A B C D t* v*
    1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
    2 1.00 0.67 0.67 0.67 0.82 0.33
    3 1.00 0.33 0.33 0.33 0.79 0.61
    4 1.00 0 0 0 0.77 0.56
    5 0.67 1.00 0.67 0.33 0.41 0.67
    6 0.67 0.67 1.00 0 0.53 0.61
    7 0.67 0.33 0 1.00 0.47 0.78
    8 0.67 0 0.33 0.67 0.42 0.72
    9 0.33 1.00 0.33 0 0 0.89
    10 0.33 0.67 0 0.33 0.13 0.94
    11 0.33 0.33 1.00 0.67 0.54 0.78
    12 0.33 0 0.67 1.00 0.55 0.72
    13 0 1.00 0 0.67 0.07 1.00
    14 0 0.67 0.33 1.00 0.23 0.89
    15 0 0.33 0.67 0 0.24 0.83
    16 0 0 1.00 0.33 0.46 0.78
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    表  4  穿靶时间与比较序列因素灰色关联度计算结果

    Table  4.   Grey correlation calculation results based on penetrated target time and the comparison sequence factors

    Factor Grey correlation coefficient Connectivity
    A 0.33 0.43 0.56 0.53 1.00 0.90 0.82 0.90 0.47 0.45 0.53 0.56 0.33 0.36 0.38 0.39 0.52
    B 0.33 0.60 0.64 0.47 0.60 0.90 0.53 0.41 0.82 0.64 0.53 0.41 1.00 0.69 0.50 0.39 0.59
    C 0.33 0.60 0.64 0.47 1.00 0.56 0.39 0.56 0.47 0.35 0.69 0.90 0.33 0.47 0.75 0.69 0.55
    D 0.33 0.60 0.64 0.47 0.60 0.45 0.69 0.90 0.36 0.45 0.82 0.64 0.60 0.82 0.38 0.53 0.55
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    表  5  剩余速度与比较序列因素灰色关联度计算结果

    Table  5.   Grey correlation calculation results based on penetrated residual velocity and the comparison sequence factors

    Factor Grey correlation coefficient Connectivity
    A 1.00 0.73 0.71 0.68 0.66 0.78 0.72 0.67 0.60 0.71 0.70 0.70 0.88 0.69 0.68 0.52 0.69
    B 1.00 0.77 0.52 0.39 0.46 0.78 0.79 0.54 0.33 0.48 0.70 0.48 0.35 0.53 0.84 0.52 0.53
    C 1.00 0.77 0.52 0.39 0.66 0.51 0.52 0.85 0.60 0.80 0.52 0.81 0.88 0.83 0.54 0.48 0.60
    D 1.00 0.77 0.52 0.39 0.86 0.49 0.49 0.67 1.00 0.71 0.80 0.52 0.46 0.39 0.68 0.80 0.59
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    表  6  穿靶时间与每次试验的灰色关联度计算结果

    Table  6.   Results of grey correlation degree on penetrated target time with each test

    No. Grey correlation coefficent Connectivity
    1 0.33 0.33 0.33 0.33 0.3333
    2 0.43 0.60 0.60 0.60 0.5873
    3 0.56 0.64 0.64 0.64 0.6371
    4 0.53 0.47 0.47 0.47 0.4776
    5 1.00 0.60 1.00 0.60 0.7528
    6 0.90 0.90 0.56 0.45 0.6571
    7 0.82 0.53 0.39 0.69 0.5588
    8 0.90 0.41 0.56 0.90 0.6443
    9 0.47 0.82 0.47 0.36 0.5449
    10 0.45 0.64 0.35 0.45 0.4774
    11 0.53 0.53 0.69 0.82 0.6687
    12 0.56 0.41 0.90 0.64 0.6443
    13 0.33 1.00 0.33 0.60 0.6211
    14 0.36 0.69 0.47 0.82 0.6388
    15 0.37 0.50 0.75 0.38 0.5298
    16 0.39 0.39 0.69 0.53 0.5267
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    表  7  参考序列因素与每次试验灰色关联度计算结果

    Table  7.   Grey correlation calculation results based on the reference sequence factors and each test

    No. Grey correlation coefficient Connectivity
    1 0.3333 1.0000 0.6605
    2 0.5873 0.7611 0.6726
    3 0.6371 0.5510 0.5948
    4 0.4776 0.4404 0.4593
    5 0.7528 0.6624 0.7084
    6 0.6571 0.6237 0.6407
    7 0.5588 0.6149 0.5863
    8 0.6443 0.6854 0.6645
    9 0.5449 0.6374 0.5903
    10 0.4774 0.6695 0.5717
    11 0.6687 0.6808 0.6746
    12 0.6443 0.6183 0.6315
    13 0.6211 0.6108 0.6160
    14 0.6388 0.6012 0.6203
    15 0.5298 0.6840 0.6055
    16 0.5267 0.5874 0.5565
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  • 收稿日期:  2016-08-06
  • 修回日期:  2016-09-23

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