具有梯度反应填充材料的PELE对穿透钢靶的损伤特性及结构优化

《Polymer Testing》：Damage characteristics and structural optimization of PELE with gradient reactive filling penetrating steel targets

基于Al/Ep/B材料的弹道性能优化研究|弹道枪实验|高速成像分析|多目标优化算法|数值模拟验证

　　

高国文|唐恩玲|翟哲|杨国来|韩亚飞

南京理工大学机械工程学院，中国南京210094

摘要

为了提高PELE弹丸穿透后碎片的径向速度和破坏效果，选用了Al/Ep/B反应材料作为核心填充物。通过弹道枪实验研究了不同核心结构的PELE弹丸对钢目标的动态穿透性能。通过质量分布统计和三维形态重建分析了碎片的破坏机制，同时利用高速成像技术定量描述了碎片的轴向和径向速度场。利用Autodyn建立了与实验条件相对应的数值模型，并加入了一个子程序来描述反应材料的状态方程。结果表明，模拟得到的碎片形态和速度分布与实验数据高度一致。为进一步优化反应核心结构，采用深度神经网络建立了材料参数、碎片质量与径向速度之间的关系。通过非支配排序遗传算法（NSGA-II）进行了多目标优化，最终确定梯度配置为最优解。优化结果与数值模拟的对比显示关键参数的误差小于5%，验证了优化方法的可靠性。

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