目标易损性分析中的失效树与毁伤仿真结合研究

发布时间：2020-05-10 12:34

【摘要】：计算机仿真是目标易损性分析的重要方法,它一般包括武器毁伤仿真和目标功能失效仿真,前者获得目标部件的物理毁伤情况,后者获得目标系统的功能毁伤情况。失效树分析方法是实现目标功能失效仿真的主要方法之一。较长时间以来,由于所处专业领域的不同,武器毁伤仿真和失效树分析是相分离的,因而在一定的毁伤场景下,一般较难直接形成既考虑目标部件物理毁伤,又集成目标系统功能毁伤的目标易损性分析结论,所以必须将二者结合。在历史上,失效树分析方法虽然已被广泛使用于可靠性和故障分析方面,但在失效树的数据结构统一性、分析软件的通用性方面仍有欠缺,与毁伤仿真结合的研究也较少见。针对上述不足,本文主要完成了以下研究工作。首先,建议以通用的数据描述语言XML(eXtensible Markup Language)描述失效树数据结构,实现其数据结构的统一性,并设计了描述失效树的XML数据存储格式(标签、属性等)。然后,利用Python语言编写了失效树分析软件,用于分析用XML所描述的失效树,实现失效树分析的自动化。第三,针对军用战斗机的目标易损性分析问题,对战斗机关键部件进行了分析与建模,建立导弹破片战斗部毁伤仿真算法,研制毁伤仿真软件,并结合参数随机抽样算法,计算并获取部件的物理毁伤概率,导入已形成的失效树分析软件,分析目标功能失效情况,实现失效树分析与毁伤仿真结合,获得目标部件物理毁伤到目标系统功能毁伤的系统化的易损性分析结果。本文建议的用于描述失效树的XML格式具有自描述和统一性的特点,有望成为失效树数据结构的标准,研制的失效树分析软件也有较好的通用性。本文已实现了失效树分析与破片毁伤仿真的结合,对其他毁伤机制(如冲击波),只要建立相应的毁伤仿真算法,计算给出目标部件毁伤概率,就可以和研制的失效树分析软件结合,此方面不存在技术上的障碍。
【图文】：

照片,易损性

逦（ｂ）逡逑图１．１易损性试验和仿真逡逑其中图１．１（ａ）是某菌的破片打击大型运输机的试验照片，而图１．１（ｂ）是某飞机逡逑目标的毁伤仿真可视化截图逡逑在目标易损性研究的旱期，以美国和前苏联为首的一些发达国家进行了大量逡逑完全模拟战场环境的全尺寸或者缩比的易损性试验［５］，并总结了一战、二战以及后逡逑来小范围战争中的＿些实际作战数据，这为后来整个研宄领域的进一步的研宄提逡逑供了原始的经验和数据积累。随着武器系统和目标对象的日益复杂化，易损性试验逡逑的成本节节攀升，进行大量的易损性试验逐渐变得不切实际，到如今，复杂系统目逡逑标全Ｋ寸的易损性试验已经很少进行，而且大多只能基于老旧的、退役的装备，或逡逑者在新装备即将入列时才能进行。因此，计算机仿真方法己经成为了易损性研宄的逡逑最主要、最常规的手段。逡逑早期的计算机仿真主要是毁伤仿真

框图,失效树,事件,符号

致系统失效的各种原因进行分析，由总体到系统最后到部件，由结果到原囡，自上逡逑而下遂层细化而最终画出倒皇的逻辑树状框图。逡逑一棵失效树的常见组成元素可以分类为如图２．１所示符号，其中分为事件符号逡逑与表亲事件之间逻辑关系的逻辑门符号，各符＃与其所代表的事件或逻辑门的含逡逑义如下。逡逑６邋＾邋？逡逑底事件逡逑（基本事件）中间事件彮件逡逑ｒＳ逦Ａ逦ｒＳ逡逑Ｗ逦ｒｒ逦Ｖ逦ｔｔ逡逑与门逦或门逦非门逦表决门逡逑图２．１失效树的常用事件和门符号逡逑顶事件：最终的结果事件，一棵失效树只有一个顶事件且位于失效树的最顶逡逑端，，因此它只能作为门的输出事件，而不能作为门的输入事件。逡逑中间事种：除了顶事件之外，其它逻辑门的输出＇事件都是中间事件，结构上处逡逑于顶事件与基本事件之间，表示最终结果和最基本原因之间的事件，既是一个门的逡逑输出事件同时也必然是另一个门的输入事件。逡逑底事件：通常也称为基本事件，是位于失效树最底■的事件，表示所考虑的范逡逑第９贡逡逑
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：E919

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