弹体高速冲击下结构动态响应敏感性分析研究

作     者：李文鹏 廉浩杰 刘正和 徐延明 

作者机构：太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室 黄淮学院河南省结构力学与仿真计算国际联合实验室 

出 版 物：《弹箭与制导学报》 (Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance)

年 卷 期：2025年

学科分类：08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52174123,52274222) 河南省重点研发推广项目(232102220033)资助 

主　　题：高速冲击 应变能 物质点法 稀疏多项式混沌展开 敏感性 

摘      要：针对高速冲击下结构动态响应难以有效分析的问题，本文提出了一种基于物质点法（MPM）和稀疏多项式混沌展开（sPCE）的自适应敏感性分析方法，以解决结构响应中的不确定性和敏感性问题。首先，通过MPM对弹体的高速冲击过程进行模拟，揭示了结构应变能随时间的演化规律。其次，基于sPCE方法建立代理模型，对影响结构动态响应的关键参数进行分析，评估各参数对结构行为的敏感性。最后，通过弹体碰撞与侵彻两类数值实验验证了所提出方法的有效性。结果表明，材料内部属性在结构响应中起主导作用，着角与着靶速度的耦合作用在特定条件下表现出强烈的非线性特征。研究结果为高速冲击下结构的优化设计提供了重要的理论支持，同时证明了sPCE在敏感性分析中的准确性与应用价值。