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申请/专利权人：中国兵器科学研究院宁波分院

摘要：本发明涉及一种自然破片弹丸爆轰瞬间破片空间位置分布模拟方法，该方法利用三维空间位置坐标与二维平面位置坐标互转解决破片空间位置布撒问题，利用随机均匀分布理论方法解决破片在二维平面区域的随机均匀分布问题。该方法解决了破片空间位置分布问题。

主权项：1.一种自然破片弹丸爆轰瞬间破片空间位置分布模拟方法，其特征在于：所述方法包括，S1、将弹丸壳体沿弹轴分为n段，获取第i段弹丸壳体，i∈[1，n]；S2、爆轰弹丸壳体使其充分破碎，形成自然破片，其中，第i段弹丸壳体经爆轰后形成mi个破片；S3、判断第i段弹丸壳体的上截面圆半径ri与下截面圆半径ri-1的大小，若ri＝ri-1，判断出第i段弹丸壳体为圆柱形，执行S4，反之，判断出第i段弹丸壳体为圆台形，执行S5；S4、依据二维平面坐标系下的随机均匀分布函数获得第i段弹丸壳体的第j个破片形成的随机分布点，通过弹丸壳体三维空间坐标与平面直角坐标之间的映射及逆映射关系，得到第i段弹丸壳体的第j个破片在爆轰瞬间所处空间位置；所述S4中的三维空间坐标与平面直角坐标之间的逆映射关系具体如下，1三维空间坐标到二维平面坐标的映射，其中，二维坐标系采用平面直角坐标LZ’；第i段圆柱形壳体沿XZ平面第一卦限截面母线裁开，并绕Z轴沿右手食指方向依次展开第一、二、三、四卦限形成二维平面的长方形，XZ轴与LZ'轴分别对应，该长方形在平面直角坐标系LZ’中，长方形对应圆柱母线的一边与Z’轴正向重合，长方形对应圆柱周长展开的一边与X轴平行，即与圆柱轴向截面在直角坐标系LZ’中的延长线重合，长方形内任意点坐标表示为lij，z′ij，其中，0≤lij≤2πri-1，zi-1≤z′ij≤zi；其中，zi与zi-1分别为第i段圆柱形壳体的上、下截面所处的Z轴坐标；2二维平面坐标到三维空间坐标的逆映射第i段圆柱形壳体经爆轰后形成的破片总数为mi，展开的长方形区域中任意破片j的质点的平面直角坐标为lij，z′ij，1≤j≤mi，则其从二维平面坐标到三维空间直角坐标系坐标xij，yij，zij的转换方法为：破片j在XY平面的半径投影与X轴的夹角破片j的X轴坐标破片j的Y轴坐标破片j的平移前Z轴坐标zij＝z′ij；S5、依据二维平面坐标系下的随机均匀分布函数获得第i段弹丸壳体的第j个破片形成的随机分布点，通过弹丸壳体三维空间坐标与二维极坐标之间的映射及逆映射关系，得到第i段弹丸壳体的第j个破片在爆轰瞬间所处空间位置，j∈[1，mi]；所述S5中的三维空间坐标与二维极坐标之间的映射及逆映射关系具体如下，1三维空间坐标到二维平面的映射，其中二维平面坐标系采用极坐标将圆台形壳体沿XZ平面第一卦限截面母线裁开，并绕Z轴沿右手食指方向依次展开第一、二、三、四卦限形成扇面，扇形弧度为βi，设扇面圆心为极坐标原点，则有，圆台母线长对应小圆锥母线长lmin，对应小圆锥高hmin，对应小圆锥母线与弹轴夹角扇形弧度将圆台形壳体对应圆锥顶点沿Z轴平移至原点，则平移后纵坐标zi-1变为z′i-1，zi变成z′i，平移距离di＝zi-1-hmin,i；2二维平面坐标到三维空间坐标的逆映射第i段圆台形壳体经爆轰后形成的破片总数为mi，展开后的扇面区域中的任意破片j的质点极坐标为ρij，θij，0≤θij≤βi，1≤j≤mi，则从极坐标到三维直角坐标系坐标xij，yij，zij的转换公式为，平移后Z轴坐标z′ij＝ρij*cosαi；ρij在XY平面投影线段长ρ′ij＝ρij*sinαi；θij在XY平面圆锥投影周角破片j的X轴坐标破片j的Y轴坐标破片j的平移前Z轴坐标zij＝z′ij+di。

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