基于灰色综合评价的防护门结构优选研究

王 超王 瑞白 龙

1空军勤务学院机场工程与保障系（221000） 2济南军区空军后勤部工兵勤务队（250300）

0 引言

在现代战争背景下进行防护工程的结构防护设计，为应对各类武器的破坏，通常在防护工程的孔口部分安装具有一定强度的防护门加以防护。早期的防护门结构大部分是采用均质钢结构防护门、钢筋混泥土防护门和钢丝网水泥门等简单结构。目前，某些防护门采用了内衬钢板的双扇钢纤维混凝土板与钢桁架组合推拉门形式，是一种组合结构[1]。一些学者研究了复合材料夹层结构,研究得出，爆炸荷载作用下，复合材料夹层板结构显示出良好的工作性能，它不仅构造简单、重量轻，而且能充分发挥面层和芯层的力学性能[2]。

针对不同形式的防护门结构，由于其结构形式及组成材料不同，对不同结构进行评比优选具有一定的困难。选取均质钢结构、复合材料夹层结构、钢纤维混凝土内衬钢板结构三种形式的防护门进行研究,考虑到影响防护门结构设计的因素多且复杂，并且所选取的定性指标数据有部分不能从统计资料中获得。针对这种部分信息已知，部分信息未知的灰色系统，可以采取灰色综合评价对其进行优化选择。

1 建立灰色综合评价的数学模型[3]

1.1 模型介绍

灰色综合评价就是利用灰色关联度作为测度，来比较各备选方案的优劣程度。灰色综合评价主要是利用灰色关联分析这一工具，通过计算各方案与参考序列的关联度来确定最优方案。灰色综合评价法的特点是：分析思路清楚，分析时所需数据不多，计算方法简单，可以充分利用已知的信息，综合评价的误差小。

1.2 建立评价指标体系

针对防护门的结构，综合考虑了其抗侵爆性能、结构自重、机动性、耐久性及成本五个方面作为防护门结构优选的评价指标，建立评价指标体系。

依据该评价指标体系，均质钢结构、复合材料夹层板结构及钢纤维混凝土内衬钢板结构三种结构的评价指标如表1所示。

表1 评价指标表

1.3 计算指标重要性系数

根据各项指标重要程度计算各指标重要性系数Wj。

Wj=某项指标得分fj/指标得分总和Σfj，其中j=1,2,…,m；本项目 m=5。

即W=[0.303,0.227,0.182,0.152,0.136]。

1.4 确定最优指标集V＊

最优指标是从各评价对象的同一指标中选取最优的一个，各评价指标的最优值组成的集合称为最优指标集，是各评价对象比较的基准。根据评价指标表，确定最优指标集V*={20,15,12,10,9}，最优指标集和各评价对象的指标组成矩阵:

注:A,B,C分别代表三种结构形式。

1.5 数据的无量纲化处理

由于各评判因素间单位不同,无法相互比较，必须把原始数据进行无量纲化处理。采取数据均值化对这里的相关数据进行无量纲化处理。得：

1.6 确定评价矩阵

以最优指标集为参考序列，三种结构的五项因素指标为比较序列。由下式：

计算第i个评价对象与最优指标集的第k个最优指标的灰色关联系数。式中，ρ为分辨系数，在[0,1]中取值，通常取0.5；为两级最小差；为两级最大差。由关联系数组成评判矩阵:

1.7 灰色综合评价

根据评价矩阵R和重要性系数矩阵W，计算灰色关联度:

由评价结果可知，三种结构的关联度排序:复合材料夹层板结构＞钢纤维混凝土内衬钢板结构＞均质钢结构。复合材料夹层板结构更接近最优指标集，可作为优选目标。

2 结论

在对防护门结构进行优选上采用灰色综合评价，综合考虑了多种因素建立评价模型，结合专家经验，合理可靠。该方法操作简单、效率高，具有重要的现实意义。

[1]郭文志，黎新民.浅谈平原机场修建地面单机掩蔽库的特点[J].空军工程大学学报，2001,12：44～45.

[2]毕波,于伯毅,徐干成.一种夹层板结构的动力有限元方法[J].空军工程大学学报,2002,6：77～80.

[3]吴祈宗.系统工程[M].北京：北京理工大学出版社,2006：232～238.