Ls-Dyna對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬

Ls-Dyna求解器功能強(qiáng)大,是世界上最著名的顯示動(dòng)力分析程序,尤其適合求解各種二維、三維非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線(xiàn)性問(wèn)題。

算例中承受爆炸荷載構(gòu)件為剪力墻-寬連梁鋼筋混凝土構(gòu)件,出自<箍筋對(duì)內(nèi)置壓型鋼板裝配式寬連梁抗爆性影響研究>一文,構(gòu)件有限元模型應(yīng)用HyperMesh工具處理,鋼筋與混凝土單元共節(jié)點(diǎn),模型概況,如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。

圖片1(技術(shù)鄰).png

空氣及炸藥網(wǎng)格應(yīng)用TechChat-Exploding工具,簡(jiǎn)稱(chēng)TCE工具(TCE使用方法見(jiàn)我的技術(shù)鄰免費(fèi)課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>)處理。空氣及炸藥網(wǎng)格也可以應(yīng)用HyperMesh工具處理,不應(yīng)用TCE工具,不影響本文介紹技術(shù)的實(shí)操。

第一步,新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k文件,將構(gòu)件、空氣、炸藥模型寫(xiě)入計(jì)算文件夾的Mode.k中。復(fù)制材料卡片(提前寫(xiě)好,或聯(lián)系博主索要)及計(jì)算控制卡片(聯(lián)系博主索要)到計(jì)算文件夾中,形成文件內(nèi)容如圖2。

圖片2(技術(shù)鄰).png

(1)Main.k主文件,負(fù)責(zé)生成計(jì)算文件總目錄;

(2)ALE.k存儲(chǔ)和ALE算法相關(guān)的設(shè)定內(nèi)容;

(3)BlastPoint.k存儲(chǔ)和起爆點(diǎn)相關(guān)的設(shè)定內(nèi)容;

(4)Boundary.k存儲(chǔ)和邊界條件相關(guān)內(nèi)容;

(5)EntitySet.k存儲(chǔ)定義的組件;

(6)Material.k材料卡片;

(7)Mode.k模型信息;

(8)SolveControl.k計(jì)算控制卡片。

第二步,為模型分配材料及屬性。

1. 將MAIN.k文件導(dǎo)入HyperMesh工具中,操作步驟見(jiàn)圖3;

圖片3(a)(技術(shù)鄰).png
圖片3(b)(技術(shù)鄰).png

2. 分配材料及屬性;

本例中構(gòu)件、炸藥及空氣材料模型及單元屬性按表1采用,混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關(guān)鍵字*MAT_A DD_EROSION。

表1(技術(shù)鄰).png

構(gòu)件及空氣與炸藥的材料與單元屬性需要依照?qǐng)D 4 操作圖示,依次完成賦值。

圖片4(技術(shù)鄰).png

第三步,為空氣及炸藥分配狀態(tài)方程。

空氣與炸藥的狀態(tài)方程見(jiàn)表2,依照?qǐng)D5操作圖示,依次完成賦值。

表2(技術(shù)鄰).png

圖片5(技術(shù)鄰).png

第四步,定義流固耦合。

1. 建立partset:slave(構(gòu)件)、master(空氣及炸藥),操作步驟如圖6。注意建立partset前,將Entitiy Set.k文件置于當(dāng)前。

圖片6(技術(shù)鄰).png

2. 添加關(guān)鍵字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID,操作步驟如圖7。注意添加*CONSTRAINED _LAGR ANGE_IN_SOLID關(guān)鍵字前,將ALE.k文件置于當(dāng)前。

圖片7(技術(shù)鄰).png

3. 設(shè)置關(guān)鍵字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID的MSID 及SSID參數(shù),操作步驟如圖8。

圖片8(技術(shù)鄰).png

4. 修改關(guān)鍵字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID其他參數(shù),操作步驟如圖9。

圖片9(技術(shù)鄰).png

第五步,定義多物質(zhì)單元。

1. 添加關(guān)鍵字*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP。注意添加*ALE_MULTI- MATERIAL _GROUP關(guān)鍵字前,將ALE.k文件置于當(dāng)前。

2. 修改關(guān)鍵字*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP,將炸藥和空氣設(shè)置成多物質(zhì)單元,操作步驟如圖10。

圖片10(技術(shù)鄰).png

第六步,設(shè)置無(wú)反射邊界條件

1. 設(shè)置*SET_SEGMENT關(guān)鍵字,注意添加*SET_SEGMENT關(guān)鍵字前,將Boundary.k文件置于當(dāng)前,設(shè)置步驟如圖11。

圖片11(技術(shù)鄰).png

2. 添加無(wú)反射邊界條件關(guān)鍵字*BOUNDARY_NON_REFLECTING。

3. 修改無(wú)反射邊界條件關(guān)鍵字*BOUNDARY_NON_REFLECTING,操作步驟如圖12。

圖片12(技術(shù)鄰).png

第七步,設(shè)置起爆點(diǎn)

1. 添加起爆點(diǎn)關(guān)鍵字*INITIAL_DETONATION,注意添加*SET_SEGMENT關(guān)鍵字前,將BlastPoint.k文件置于當(dāng)前。

2. 修起起爆點(diǎn)關(guān)鍵字*INITIAL_DETONATION,操作步驟如圖13。

圖片13(技術(shù)鄰).png

第八步,施加構(gòu)件約束,操作步驟如圖14。

圖片14(技術(shù)鄰).png

第九步,導(dǎo)出k文件,操作步驟如圖15,提交到Ls-Dyna求解器進(jìn)行計(jì)算。

圖片15(技術(shù)鄰).png

計(jì)算結(jié)果:

DISPLACE02.png  

計(jì)算文件請(qǐng)?zhí)砑觪群(cae技術(shù)聊):551922835獲取

鋼筋混凝土網(wǎng)格處理見(jiàn)博主課程:基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網(wǎng)格處理方法

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