16第十六章 爆炸分析.pdfVIP

第十六章第十六章 爆炸分析爆炸分析 第十六章第十六章 爆炸分析爆炸分析 LS-DYNA 软件当初主要应用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形 动力响应，是北约组织武器结构设计的分析工具，现在广泛应用于国防军工企业（战斗部设 计、高能射流穿甲分析等）和民用企业 （定向爆破、完井射孔等）。 大家知道炸药爆炸时间非常短暂，并在瞬间产生强大的冲击波，从而对周围的物体进行 冲击导致破坏。LS-DYNA 提供高能炸药材料模型和各种炸药的状态方程，能够准确的模拟 整个冲击波的传播过程和结构的瞬态响应过程。 16.1 LS-DYNA 爆炸分析的方法爆炸分析的方法：： 爆炸分析的方法爆炸分析的方法：： LS-DYNA 用两种方法来进行爆炸分析： 16.1.1 Lagrange 方法方法：： 方法方法：： 即采用Lagrange 方法来描述炸药材料及与它发生相互作用的物质材料，如土壤炸坑、 武器战斗部设计等分析，此算法优点在于可以得到清晰的物质界面。炸药和结构之间的相互 作用通过定义接触关系来实现，一般采用滑动接触来处理接触关系(*contact_2D_slidng, *contact_sliding_only)。该方法的不足就是炸药单元在爆炸过程中会发生严重的畸 ，有时 影响求解的进程。 16.1.2 多物质流固耦合方法多物质流固耦合方法：： 多物质流固耦合方法多物质流固耦合方法：： 即使用第十一章所述的流固耦合算法来描述爆炸过程。此时对炸药及其它流体材料（如 空气、水、土壤、岩石等）采用Euler 算法，对其他的结构采用Lagrange 算法，然后通过流 固耦合方式来处理相互作用(*constrained_lagrange_in_solid)，该方法的优点是炸药和流体材 料在Euler 单元中流动，不存在单元的畸变问题，并且通过流固耦合方式来处理相互作用， 能方便的建立爆炸模型 （流固分开建立），缺点是在后处理过程中要得到清晰的物质界面需 要做特殊处理 （详见第十一章流固耦合分析的后处理过程）。 16.2 爆炸分析所涉及到的关键字爆炸分析所涉及到的关键字：： 爆炸分析所涉及到的关键字爆炸分析所涉及到的关键字：： 材料模型材料模型 材料模型材料模型 *MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN （炸药材料） *MAT_NULL （空气、水等材料） *MAT_OPTION （其它结构材料） 炸药的状态方程炸药的状态方程：： 炸药的状态方程炸药的状态方程：： *EOS_JWL （各种炸药） *EOS_IGNITION_AND_GROWTH_OF_REACTION_IN_HE （推进剂燃烧） *EOS_JWLB （各种炸药） 流体材料的状态方程流体材料的状态方程：： 流体材料的状态方程流体材料的状态方程：： *EOS_LINEAR_POLYNOMIAL （空气） *EOS_GRUNEISEN （水、油等） 接触类型接触类型：（：（用于用于Lagrange 方法方法）） 接触类型接触类型：（：（用于用于 方法方法）） *CONTACT_2D_SLIDNG_ONLY （轴对称问题，平面应力应变问题） 278 *CONTACT_SLIDING_ONLY （三维问题） 等接触方式。 多物质单元定多物质单元定 （用于多物质流固耦合方法（用于多物质流固耦合方法）：）： 多物质单元定多物质单元定 （（用于多物质流固耦合方法用于多物质流固耦合方法）：）： *ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP *ALE_REFERENCE_SYSTEM_GROUP *ALE_REFERENCE_SYSTEM_NODE *ALE_REFERENCE_SYSTEM_CURVE *ALE_REFERENCE_SYSTEM_SWITCH 流固耦合定流固耦合定 （用于多物质流固耦合方法（用于多物质流固耦合方法）：）： 流固耦合定流固