本发明涉及破片战斗部威力仿真领域，特别涉及一种针对战斗部破片空间分布仿真及验证方法。
背景技术：
1、破片质量与数量分布是设计具有理想破片杀伤效应弹丸的重要问题，而影响破片质量、数量分布的因素很多，其中包括一些随机因素，比如爆炸时弹体的破碎与弹体结构、装药种类和弹体材料等因素有直接的关系，但初始裂纹的产生和弹体材料的不均匀性等随机因素有密切的关系，因此尚无精准的理论公式来计算预测破片空间分布。
2、破片的空间分布对战斗部的静态和动态威力场有很大的影响，对于大口径复杂战斗部，因为预制破片排布复杂等因素，传统的理论公示无法准确描述其破片空间分布。因此，亟需提供一种能够准确、高效的实现破片空间分布的计算方法。
技术实现思路
1、基于上述现有技术中存在的问题，提供一种破片空间分布仿真方法，本实施例传统杀爆战斗部外形结构简化为圆弧部、圆柱部和船尾部三个部分，采用数值仿真方法，确定出三个部分自然破片飞散角范围以及破片数量的分配比例，并结合shapiro公式和均匀分布假设，确定出各个部分破片数量分布和质量分布情况。
2、战斗部爆炸时，每一破片在抛出时都会偏离该法线方向。taylor提出了可供预测静态破片分布特性使用的基本思想，shapiro则将其具体加以应用。shapiro假定战斗部是由许多环状物连续排列而成，即战斗部的壳体由环状物叠合而成，诸环的中心均处在弹体的对称轴上。爆轰波由起爆点出发，以球形波阵面的形式向外传播。战斗部壳体的法线与弹体对称轴构成夹角，爆轰波法线与弹体对称轴构成夹角，破片速度矢量偏离壳体法线的偏角，破片初始飞散速度为v0，de为炸药爆速，由shapiro公式给定，为
3、 式（1）
4、由几何关系可以求出，破片的飞散角为：
5、 式（2）
6、基于上述shapiro公式，本发明提供的一种破片空间分布仿真方法，包括步骤：
7、s1、按照不同战斗部结构设置仿真实施方案。
8、为了获取战斗部圆弧部、圆柱部以及船尾部自然破片各自的飞散角范围和各段破片数所占的比例，设置多种仿真方案。
9、s2、根据仿真方案构建战斗部仿真模型。
10、仿真模型分为壳体和装药两个部分，其中壳体材料均采用高破片率钢50simnvb,密度为7.86g/cm3；装药均为tnt，密度为1.63g/cm3，采用单点起爆。
11、s3、设置仿真参数并进行仿真计算。
12、壳体和装药均采用lagrange算法并附加侵蚀算法，壳体使用主应力失效，采用stochastic模型，通过设置stochastic随机失效模型中的mott分布参数，以获取不同壳体材料下的破片质量分布。计算时，取材料常数c=0.0467, γ=10,并设定随机破坏从材料破坏应力的50%开始，破坏应力取材料屈服极限的90%。
13、s4、仿真结果统计分析。
14、首先通过shapiro公式初步确定圆弧部、圆柱部以及船尾部三部分自然破片的飞散范围；然后根据修正mott公式计算确定爆炸后形成自然破片的总数n0，将总的破片按均匀分布依次分配到圆弧部、圆柱部以及船尾部三个部分；最后根据破片的空间分布函数确定具体的分布情况，如下式所示：
15、 式（3）
16、式中，为炸药爆速；是否为表征破片质量分布的参数。
17、本发明的有益效果是：本发明将传统杀爆战斗部外形结构简化为圆弧部、圆柱部和船尾部三个部分，采用数值仿真方法，确定出三个部分自然破片飞散角范围以及破片数量的分配比例，并结合shapiro公式和均匀分布假设，得到一种破片空间分布计算公式，可以实现对破片空间分布的准确预测。
1.一种破片空间分布仿真方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述仿真方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：仿真模型分为壳体和装药两个部分，其中壳体材料均采用高破片率钢50simnvb, 密度为7.86g/cm3；装药均为tnt，密度为1.63g/cm3，采用单点起爆。
3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：壳体和装药均采用lagrange算法并附加侵蚀算法，壳体使用主应力失效，采用stochastic模型，通过设置stochastic随机失效模型中的mott分布参数，以获取不同壳体材料下的破片质量分布。
4.根据权利要求3所述的仿真方法，其特征在于，计算时，取材料常数c=0.0467，γ=10，并设定随机破坏从材料破坏应力的50%开始，破坏应力取材料屈服极限的90%。
5.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，多种仿真方案具体为3种。
