周向MEFP戰斗部參數化建模技術研究

江紅麗++袁志華++梁振剛

摘要：戰斗部作為整個導彈系統的毀傷元素，周向MEFP戰斗部結構復雜，參數較多，合理建模非常重要。采用CATIA的CAA/C++技術進行二次開發，實現了周向MEFP戰斗部參數化設計，給出了基于特征的參數化建模流程，利用程序驅動法可以快速生成三維模型，生成的模型可用于后繼的有限元分析，方便了戰斗部的研制工作，有效地提高了設計效率。因此本文將基于特征參數化建模方法引入了戰斗部的建模設計。

關鍵詞：周向MEFP戰斗部 特征 參數化建模

中圖分類號：TP391.72 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0063-03

1 周向MEFP戰斗部的結構分析

一個典型的周向MEFP戰斗部主要是有殼體、藥型罩、裝藥等結構組成，藥型罩是戰斗部中最重要的零件，其形狀主要有錐形、球缺形等，對于戰斗部來說，采取何種結構的藥形罩應根據被打擊目標能力等多種因素要求而定。藥型罩在戰斗部表面的排列經常用采用的有均勻周向排列（見圖1）、錯位排列（見圖2）。均勻周向排列一般是藥型罩在戰斗部表面沿圓周分層均勻布置，層數的設計和每層個數的設計依據具體戰斗要求而定；錯位排列是藥型罩沿圓周有序錯位排列，沿軸線有一錯位角α，錯位角的大小影響著EFP形狀和速度。

2 基于特征的參數化建模

2.1 CATIA二次開發及基于特征的參數化建模技術

基于CAA對CATIA進行二次開發，CAA有利于用戶的應用程序和CATIA系統的集成。參數化設計是建立圖形約束和幾何關系與尺寸參數的對應關系，通過改動圖形的一個或多個尺寸，或是修改已定義的零件參數，自動地響應對圖形中相關部分尺寸的變動，從而完成對圖形的驅動。基于特征的參數化建模是最近幾年在CAD建模方法中應用較廣的一種參數化建模方法，如圖3所示。

2.2 周向MEFP戰斗部參數化建模程序設計

在CATIA基礎上采用程序驅動法，根據周向MEFP戰斗部的結構特點，依次編寫殼體、藥型罩、裝藥這三個主要零件的參數化建模程序以實現周向MEFP戰斗部參數化建模程序設計。

2.2.1 殼體的參數化建模

程序流程如圖4所示。通過殼體參數界面（如圖5所示）輸入圓筒、端蓋和通孔這三個特征的參數，檢查輸入參數是否符合約束及實際要求，當參數符合要求即可生成殼體模型。

在殼體建模時，當用戶輸入參數的同時后臺程序也向藥型罩和裝藥傳遞與殼體相關聯的參數，如當有殼體的直徑D、厚度h，也就確定裝藥直徑（D-2h）。這種關聯尤其是在確定殼體通孔、藥型罩、裝藥之間的排列方式時尤為明顯，當用戶在殼體中選擇了均勻周向排列或錯位排列后，藥型罩、裝藥上的凹孔也定了。

2.2.2 藥型罩的參數化建模

在周向MEFP戰斗部參數化建模對話框中選擇，在界面內首先選擇藥型罩類型：球缺形、錐形。在選擇類型后輸入參數。藥型罩的參數輸入界面如圖6所示，藥型罩口徑、排列方式及其參數由殼體傳遞過來，球缺形藥型罩的外曲率半徑R1、內曲率半徑R2、壁厚h1，或錐形藥型罩的錐角由用戶輸入。當輸入藥型罩參數后調入應用程序，檢查是否符合約束及實際要求，如果符合要求即可生成藥型罩模型，程序流程如圖7所示。

2.2.3 裝藥的參數化建模

裝藥參數輸入界面如圖8所示，由于裝藥參數都已經有殼體與裝藥傳遞過來，所以用戶只需檢查參數是否傳遞正確，如若正確無誤即可生成裝藥模型。裝藥生成流程如圖9所示。

3 實例

在周向MEFP戰斗部對話框中選擇殼體，并且輸入殼體長度180mm，直徑100mm，殼厚8mm，蓋厚10mm，孔徑28mm，選擇錯位排列，并輸入錯位角6deg，間距12mm，徑向個數12，周向個數6，則可生成如圖10所示的殼體；在對話框中選擇藥型罩，選擇球缺形，在出現的參數列中輸入外曲率半徑32mm，內曲率半徑30mm，厚度4mm，則可生成如圖11所示的藥型罩；在對話框中選擇裝藥，檢查參數是否符合，如符合則可生成如圖12所示的裝藥；通過以上就可生成如圖13周向MEFP戰斗部。

4 結語

（1）在分析周向MEFP戰斗部的結構特點的基礎上，總結出了周向MEFP戰斗部各部分的特征及參數。（2）利用CATIA二次開發，實現了基于特征的周向MEFP戰斗部參數化建模的設計，利用程序驅動法直接生成三維模型，生成的模型可直接用于后繼的有限元分析，方便了戰斗部的研制工作，有效地提高了設計效率，縮短開發周期。

參考文獻

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