應(yīng)用lsdynad進(jìn)行爆炸三種模型對(duì)比

應(yīng)用LS-DYNA3D進(jìn)行爆炸分析xxxxxx0概述爆炸過程的模擬一共有三種方式：炸藥單元使用8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元（Lagrange）模擬，炸藥單元與被爆炸單元之間共用節(jié)點(diǎn)。該方法計(jì)算速度最快。同時(shí)，即使接觸單元已經(jīng)發(fā)生破裂，仍然可以繼續(xù)計(jì)算。這是因?yàn)椋篸yna中，單元失效（eliminatingbrickelement）是通過將失效單元的剛度（彈性模量）設(shè)置成“0”實(shí)現(xiàn)的。單元節(jié)點(diǎn)還繼續(xù)存在（這一點(diǎn)可以從單元失效后單元應(yīng)變＝0，而節(jié)點(diǎn)位移仍然存在得到證明），因此還可以繼續(xù)計(jì)算。該方法的劣勢(shì)在于，當(dāng)爆炸單元變形較大時(shí)，將會(huì)引起被爆炸單元的大變形，同時(shí)由于采用了共用節(jié)點(diǎn)，限制了爆炸單元的滑移變形，引起附加的虛假滑移剛度。這可能會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生一定影響。炸藥單元使用8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元（Lagrange）模擬，炸藥單元與被爆炸單元之間使用接觸。可以采用的接觸類型有：*CONTACT_SLIDING_ONLY*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE其中，SLIDING要求定義SEGMENT接觸，而另外兩者可以采用SEGMENT也可以采用Part或者PartSet。通過定義接觸模擬爆炸的主要問題在于，計(jì)算有時(shí)會(huì)因?yàn)榻佑|的計(jì)算而不收斂，通常表現(xiàn)為網(wǎng)格單元的突然膨脹，計(jì)算過程突然中止而不提示任何錯(cuò)誤與警告信息等等。產(chǎn)生這種情況的原因有很多，如錯(cuò)誤或不恰當(dāng)?shù)妮斎?、網(wǎng)格的疏密、單位制匹配、各種參數(shù)的選取等（有時(shí)默認(rèn)值不一定是最好的）。網(wǎng)格畸變過大等原因也會(huì)對(duì)接觸的計(jì)算產(chǎn)生影響。從計(jì)算過程的維持來看，顯然共用節(jié)點(diǎn)方法更加魯棒，即使網(wǎng)格畸變很大仍然可以繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)然此時(shí)的計(jì)算精度就很難保證了。ALE技術(shù)，即爆炸單元采用Euler或ALE單元，被爆炸物采用Lagrange單元，兩種網(wǎng)格之間通過定義耦合實(shí)現(xiàn)爆炸過程模擬。該方法避免了因?yàn)榫W(wǎng)格畸變過大造成的計(jì)算發(fā)散、計(jì)算結(jié)果不可信等缺陷。該方法計(jì)算速度較慢，同時(shí)需要最少定義三種網(wǎng)格：炸藥（ALE）、被爆炸物（Lagrange）以及炸藥在其中流動(dòng)的ALE網(wǎng)格。在有限元模型中ALE與Lagrange網(wǎng)格之間可以隨意交叉，因而大大方面了模型的建立過程。上述三種方法均可進(jìn)行爆炸過程中出現(xiàn)單元破損問題的求解。本文研究了上述模型的計(jì)算結(jié)果、計(jì)算效率，希望對(duì)以后的研究能有所幫助。1共用節(jié)點(diǎn)方法模擬爆炸圖1有限元網(wǎng)格圖2爆炸后的結(jié)構(gòu)變形蹈定義鍋了圖2艷個(gè)耳Par惹t粘。摧Part比1曲為被爆炸筐物踐，新Part作2盲為炸藥，離兩蘆個(gè)別Par叢t材之間通過旁共用節(jié)點(diǎn)帽連接。擴(kuò)Part宣很1攀：殊Sect躁io克n免＝逃*SEC瘋TION嘗_SOL辛ID朗飼1狗（缺省的碼中心單點(diǎn)童積分常應(yīng)伶變單元）脈Mate攔ria殿l謊＝材*MAT疲_PLA殘STIC檔_KIN互EMAT繞IC罷Part僚婆2冠：陪Sect洪io存n皇＝雷*SEC訂TION稅_SOL潛ID芝險(xiǎn)1臉（缺省的燒中心單點(diǎn)傲積分常應(yīng)仙變單元）逆Mate炕ria揉l(xiāng)銷＝劈*MAT權(quán)_HIG祝H_EX戰(zhàn)PLOS淺IVE_貿(mào)BURN侵Eo味s稈＝純*EOS酬_JWL桑*INI客TIAL攤_DET匙ONAT舍ION難章拳控制起爆絮點(diǎn)與起爆渴時(shí)間。飽2葉輔接觸模擬須爆炸：侵艘徹接觸移（籃Erod梁in般g零）攜圖豐3坑綱有限元網(wǎng)積格蛋呆楚扣澤責(zé)跑踏圖倚4嚼什爆炸后的需結(jié)構(gòu)變形跟定義蔥了區(qū)2緣個(gè)掌Par真t箱。懷Part鉆1咐為被爆炸絞物基，景Part引2奮為炸藥，作兩霧個(gè)鍬Par說t智之間通過良定義侵徹?cái)[接觸連接郊。例Part株逼1疏與訓(xùn)Part永械2謎的屬性掛與么“民共用節(jié)點(diǎn)終模掩擬盜”宋完全相同擊。芝接觸定義對(duì)：戰(zhàn)*CON準(zhǔn)TACT追_ERO壘DING盤_SUR度FACE斷_TO_敵SURF明ACE稀3度蒼接觸模擬邀爆炸：滑倚動(dòng)接觸蠻（爺Slid姑in臉g浙）殺圖剝5銜絹有限元網(wǎng)遠(yuǎn)格欣侵緒吼蕩蹲仇俱圖范6嶼珍爆炸后的助結(jié)構(gòu)變形畏定義考了庫2進(jìn)個(gè)菌Par鄙t繪。正Part壘1零為被爆炸拜物忘，養(yǎng)Part撥2唯為炸藥，呢兩剖個(gè)晶Par劉t莊之間通過撈定義侵徹誘接觸連接奪。末Part戀蕉1描與窩Part薦偉2按的屬性悼與庭“角共用節(jié)點(diǎn)熟?？鐢M嗚”穴完全相同象。食接觸定義離：騎*CON傘TACT豎_SLI梨DING靜_ONL薯Y之4躲磚接觸模擬牙爆炸：面鑄面接觸烘（紙ST騾S腿）銳圖籮7臺(tái)遣有限元網(wǎng)犬格仁共占恥論禾難需圖鼻8左割爆炸后的可結(jié)構(gòu)變形尊定義偶了達(dá)2駱個(gè)永Par缺t裝。給Part菠1定為被爆炸慧物督，稿Part夫2避為炸藥，缸兩端個(gè)估Par繩t拒之間通過雞定義侵徹輔接觸連接烏。納Part喘獲1騎與辨Part耀偏2盡的屬性巧與樓“假共用節(jié)點(diǎn)斤模飼擬奪”敏完全相同鍵。列接觸定義晉：家*CON皺TACT者_(dá)SU芒RFAC浴E_TO熄_SUR封FACE口5妥她流固耦合蟻方法模擬終爆炸敲圖珍9增嗎有限元網(wǎng)搭格影動(dòng)趁腹賴航復(fù)孟圖輸10苗劇爆炸后的敗結(jié)構(gòu)變形鳥定義談了營3既個(gè)餐Par漏t虹。潮Part壯1促為被爆炸皇物扭，授Part危2詠為炸藥票，堡Part懇3圍為炸藥流符動(dòng)堆的努AL喬E腹網(wǎng)格烤。抱Part昌2興與景Part宰3吳之間通過犧共用節(jié)點(diǎn)毫相互連接侵。廟Part謎沖1植與另外兩票個(gè)孟Par總t層之間通過藝命令設(shè)置辯耦合。柄Part美這1壓：被爆炸圾物虹Sect膝io太n交＝稅*SEC筍TION袋_SOL腔ID什雁1徐（缺省的紫中心單點(diǎn)壺積分常應(yīng)伍變單元）房Mate唯ria善l鈔＝渠*MAT記_PLA胖STIC集_KIN志EMAT享IC貼Part陽處2肯：炸藥株Sect趟io頸n袖＝虜*SEC查TION陪_SOL要ID_A貫LE以1徑2椅（中心單舉點(diǎn)積分的鳴帶空白材曲料的單物艘質(zhì)桃AL結(jié)E弄單元）碰Mate其ria額l朝＝肌*MAT射_HIG妖H_EX跳PLOS迎IVE_貢BURN構(gòu)Eo褲s萌＝刪*EOS僑_JWL彈*INI裙TIAL乘_DET漆ONAT唉ION錫走花控制起爆認(rèn)點(diǎn)與起爆獨(dú)時(shí)間。蝕Part炎漲3反：空間網(wǎng)趴格尤（古VOI煩D龍）襖Sect持io社n撐＝板*SEC值TION渠_SOL逼ID_A丈LE蔑1壇2狐（中心單購點(diǎn)積分的賞帶空白材箱料的單物針質(zhì)茂AL壇E燃單元）寨Mate崖ria施l墾＝墾*MAT切_HIG請(qǐng)H_EX床PLOS凝IVE_打BURN壯Eo霧s袋＝釋*EOS摸_JWL*Error:nvoid=0isnotcompatiblewithsolidformulation12formaterial2誘*INI常TIAL派_VOI述D_PA出RT圓：定義初產(chǎn)始空間。號(hào)初始空間麻材料在計(jì)屯算過程中取是不被考慰慮的。該愧選項(xiàng)對(duì)于梅單物質(zhì)單領(lǐng)元批（彎ALE1建2近）必須定幅義，否則衣系統(tǒng)會(huì)提芒示如下錯(cuò)獻(xiàn)*Error:nvoid=0isnotcompatiblewithsolidformulation12formaterial2細(xì)同時(shí)，初探始空間一責(zé)定要定義閣成空間網(wǎng)飲格騎（勾VOI眉D哨），如果牧定義錯(cuò)誤綿，比如把蒙炸藥網(wǎng)格帆定義成初肆始空間，冊(cè)那么在計(jì)錘算結(jié)果的恭顯示伍（涼LSPO剃S賄T折軟件）中劇，鵲Hist衡ory怎Var孝#恥2尋的顯示將遵完全錯(cuò)誤孩，完全反搭向（將顯屋示掃：負(fù)1香-塔真實(shí)比例違）；如果逮把被爆炸撈物歌（汽Lagr瓜ang典e巷）網(wǎng)格定浮義成初始龜空間，將性得到完全眼不可相信君的結(jié)果。確主要控制蹈語句朝*CON那TROL芒_ALE頭：蓮AL剛E提算法選項(xiàng)抄*CON相STRA送INED競_LAG購RANG關(guān)E_IN寸_SOL著ID蹄頂流固耦合廟定義。注愁意耦合方臟式慮（籮CTYP脹E捧）在本例跨中接=原5預(yù)。棕6擦突各種方法故的對(duì)比慰表葛1露顯示了不巾同計(jì)算方鄙法之間的獸計(jì)算效率俱對(duì)比。繡表灣1讀睛不同計(jì)算腳方法之間域的效率傘（并CP稈U燙時(shí)間）網(wǎng)共用節(jié)點(diǎn)歲接觸方反法劍1有（易EST搬S啟）閱接觸方隊(duì)法暢2雄（環(huán)Sli老d接）員接觸方話法醋3量（倒ST去S睜）夸ALE術(shù)時(shí)間壇（鼻S枝）權(quán)4半6鬼5棉4咐11虛下欠圖殼1泰1商－晌1歪5址分別對(duì)比顏了不同計(jì)替算方法下冬單元應(yīng)變廣、節(jié)點(diǎn)位記移以及爆宏炸損傷空練穴的大小醬。罷圖諸11孤讓不同計(jì)算膠方辱法方51羞1允單元等效仙應(yīng)變對(duì)比遼圖繪12渾健不同計(jì)算蒙方插法疼66追7湖單元等效敘應(yīng)變對(duì)比愿圖刮13表棕不同計(jì)算仁方訓(xùn)法部83錢5能節(jié)點(diǎn)位移菠對(duì)比住圖失14棒鄉(xiāng)不同計(jì)算程方席法凝89吉5黎節(jié)點(diǎn)位移鑄對(duì)比砍圖豪15烈油不同計(jì)算指方法爆炸感空穴大小勢(shì)對(duì)比孕7粘蘿總結(jié)與討逝論廈“君共用節(jié)點(diǎn)甚方富法竄”鎮(zhèn)與土“閥滑動(dòng)接圈觸語”蛛在各種曲漸線中都非戶常一致。暫流固耦合屢與面面接屋觸比較相撒似，流固工耦合計(jì)算榮得到的應(yīng)憐力、變形乞略大。侵漆徹接觸計(jì)賓算結(jié)果最犬小。嘴本文第六揭節(jié)僅僅是醋對(duì)不同計(jì)告算方法進(jìn)羊行了簡單產(chǎn)的對(duì)比，帆實(shí)際上，羅每一種計(jì)恥算方法中迎都有數(shù)項(xiàng)源參數(shù)，參餡數(shù)的不同捉取值直接賽影響計(jì)算投結(jié)果（這月就意味著鉗：如果試盛圖試湊出智幾乎一致測(cè)的曲線也誠是有可能津的事情）游。因此，女對(duì)于一個(gè)明具體問題坊，應(yīng)該在薯選定某一闖計(jì)算方法即的基礎(chǔ)上散，微調(diào)參鑄數(shù)，使計(jì)脂算結(jié)果與艙理論解、扶試驗(yàn)值等換相吻合，色這樣才可欠以說是比奸較完美的桿計(jì)算模擬痛。漿當(dāng)選瞎擇干lagr破ang剃e刃方式模擬告炸藥單元錫時(shí)，炸藥嘉單元的網(wǎng)丈格不要過禽多，或者哨不要過辜于孩“煉規(guī)圍矩元”漏，即完全妹采用正方向體或長方漿體。巧要想很好擊的模擬爆半炸，還需毛要考暫慮瓦“精無反射邊階界條爛件豬”廉脊；嚷關(guān)枕于篩“櫻網(wǎng)格尺宰寸浩”份，一般希意望爆炸單咱元祥、肚AL卡E機(jī)單元?jiǎng)澐肿陷^密，被脅爆炸菌物帽Lagr株ang績e命單元?jiǎng)澐帜凛^疏（都植是相對(duì)）耕。頃“漫初始爆炸蛋點(diǎn)儉”清續(xù)對(duì)計(jì)算結(jié)竿果有一定納的影響，猴一般可以瀉選擇取炸副藥中心點(diǎn)龜；對(duì)于小的變形（小爆炸）共用節(jié)點(diǎn)最簡單；如果爆炸威力較大，出現(xiàn)大范圍的單元破損，最好采用Sliding與流固耦合方法模擬。采用流固耦合方法比較唬人。對(duì)于空氣中的爆炸、水下爆炸等問題，必須采用流固耦合。準(zhǔn)根據(jù)上述舅分析，本對(duì)于小的變形（小爆炸）共用節(jié)點(diǎn)最簡單；如果爆炸威力較大，出現(xiàn)大范圍的單元