本發(fā)明涉及藥型罩，特別涉及一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、裝置和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、藥型罩材料是使聚能破甲戰(zhàn)斗部的侵徹性能得到提升的重要因素。近年來(lái)，發(fā)展迅速的zr非晶材料在沖擊條件下表現(xiàn)出釋能效應(yīng)，且密度高，應(yīng)用于藥型罩夠促進(jìn)穩(wěn)定的金屬射流形成，可以有效提高其破甲能力，在國(guó)防工業(yè)中應(yīng)用前景良好。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，以w-zr基非晶合金設(shè)計(jì)了一種新型藥型罩結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有良好的后效和穿孔性能，利用zr基非晶材料釋能特性來(lái)提高射孔彈擴(kuò)孔效果，且釋放的能量可達(dá)到清潔孔道的目的。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中基于非晶合金的藥型罩結(jié)構(gòu)均是根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的，這種方式構(gòu)建的非晶合金藥型罩的射流成形效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、裝置和介質(zhì)，該方法能夠確定非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高了非晶合金藥型罩的射流成形效果。

2、本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，包括：

4、獲取非晶合金藥型罩的每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值；

5、根據(jù)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到非晶合金藥型罩的多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；

6、分別對(duì)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬，得到每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的至少一種射流成形指標(biāo)；

7、根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的至少一種射流成形指標(biāo)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

8、根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

9、優(yōu)選地，根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的至少一種射流成形指標(biāo)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括：

10、針對(duì)任一種射流成形指標(biāo)，分別對(duì)每一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的射流成形指標(biāo)的取值進(jìn)行歸一化；

11、在每一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下，根據(jù)每種射流成形指標(biāo)的權(quán)重，對(duì)歸一化后的各射流成形指標(biāo)的取值進(jìn)行加權(quán)，得到每一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

12、根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

13、優(yōu)選地，射流成形指標(biāo)包括射流長(zhǎng)度、射流頭部速度和射流總能量；綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算方式為：

14、

15、其中，w表示綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，wa表示射流長(zhǎng)度，表示射流長(zhǎng)度的權(quán)重，wb表示射流頭部速度，表示射流頭部速度的權(quán)重，wc表示射流總能量，表示射流總能量的權(quán)重。

16、優(yōu)選地，根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括：

17、針對(duì)任一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的初始值與對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行擬合，得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的擬合函數(shù)；擬合函數(shù)表示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)與綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

18、通過(guò)各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的擬合函數(shù)，確定訓(xùn)練樣本；

19、通過(guò)訓(xùn)練樣本訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

20、優(yōu)選地，通過(guò)各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的擬合函數(shù)，確定訓(xùn)練樣本，包括：

21、針對(duì)任一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的擬合函數(shù)，得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多種樣本取值與對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

22、根據(jù)各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多種樣本取值，確定多種樣本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并將每一種樣本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下各樣本取值對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的平均值確定為每一種樣本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

23、將多種樣本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以及對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)確定為訓(xùn)練樣本。

24、優(yōu)選地，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，包括：

25、將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型作為遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)、多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)作為遺傳算法的變量，通過(guò)遺傳算法對(duì)非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，將遺傳算法迭代過(guò)程中最大的目標(biāo)函數(shù)值對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)取值確定為最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

26、可選地，分別對(duì)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬，得到每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的至少一種射流成形指標(biāo)，包括：

27、針對(duì)任一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在聚能裝藥有限元模型中，在空氣域添加邊界條件以及劃分歐拉網(wǎng)格，然后通過(guò)數(shù)值模擬算法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下對(duì)非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬。

28、可選地，非晶合金藥型罩的材料為w骨架/zr基非晶合金，非晶合金藥型罩為錐形藥型罩。

29、本發(fā)明提供了一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，包括：

30、獲取模塊，用于獲取非晶合金藥型罩的每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值；

31、設(shè)計(jì)模塊，用于根據(jù)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到非晶合金藥型罩的多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；

32、模擬模塊，用于分別對(duì)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬，得到每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的至少一種射流成形指標(biāo)；

33、構(gòu)建模塊，用于根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的至少一種射流成形指標(biāo)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

34、尋優(yōu)模塊，用于根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

35、本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

36、本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

37、本發(fā)明采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：

38、本發(fā)明中，通過(guò)獲取非晶合金藥型罩的每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值，并進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠使各因素水平組合均勻分散且具有代表性，涵蓋了各種可能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，從而全面地考察不同參數(shù)組合對(duì)藥型罩性能的影響，為找到最優(yōu)方案提供了基礎(chǔ)；通過(guò)射流成形指標(biāo)能夠量化地反映藥型罩的射流成形效果，能夠直觀地了解不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下射流成形的優(yōu)劣，然后根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的射流成形指標(biāo)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠自動(dòng)從大量的數(shù)據(jù)中挖掘出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)與射流成形指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系，而無(wú)需事先明確這種關(guān)系的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式，從而更準(zhǔn)確地?cái)M合數(shù)據(jù)，為尋優(yōu)提供可靠的模型基礎(chǔ)，最后利用構(gòu)建好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，可以在整個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)空間中快速搜索到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，這種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的尋優(yōu)方式能夠避免局部最優(yōu)解，找到真正的全局最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，從而最大程度地提高非晶合金藥型罩的射流成形效果。

技術(shù)特征：

1.一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的至少一種射流成形指標(biāo)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，射流成形指標(biāo)包括射流長(zhǎng)度、射流頭部速度和射流總能量；所述綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算方式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)各所述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)下的擬合函數(shù)，確定訓(xùn)練樣本，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到所述非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對(duì)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬，得到每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的至少一種射流成形指標(biāo)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非晶合金藥型罩的材料為w骨架/zr基非晶合金，所述非晶合金藥型罩為錐形藥型罩。

9.一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種非晶合金藥型罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、裝置和介質(zhì)，涉及藥型罩技術(shù)領(lǐng)域。獲取非晶合金藥型罩的每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值；根據(jù)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的多個(gè)初始值，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到非晶合金藥型罩的多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；分別對(duì)每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案下的非晶合金藥型罩進(jìn)行數(shù)值模擬，得到每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的至少一種射流成形指標(biāo)；根據(jù)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與對(duì)應(yīng)的至少一種射流成形指標(biāo)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。該方法能夠確定非晶合金藥型罩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高了非晶合金藥型罩的射流成形效果。

技術(shù)研發(fā)人員：段靜波,李琛,徐步青,程云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：石家莊鐵道大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15