(k文件)LS-DYNA的FEM-SPH耦合三維爆破模擬

巖石在爆破荷載作用下表現的性質十分復雜,在實際的鉆爆開挖中容易引發安全事故。埋入巖體中的炸藥發生化學爆炸后,巖石將在爆破近區發生壓剪破壞形成粉碎區,在爆破遠區發生張拉破壞形成裂隙區。

由于在沖擊荷載下存在有限元大變形的問題,因此SSPH-FEM耦合常被用于模擬爆炸、侵徹等問題。下面給出SPH-FEM模擬爆破的結果,并附有k文件供參考學習。

炮孔附近的巖石及炸藥采用SPH粒子,遠端采用有限元。FEM和SPH設置點面tied接觸傳遞力和損傷,接觸剛度設為0.1以提高穩定性。SPH粒子對稱面的約束通過關鍵字*BOUNDARY_SPH_SYMMETRY_PLANE施加,有限元的對稱面的約束用關鍵字*CONSTRAINED_GLOBAL施加。巖石采用HJC模型,后處理查看History variable#1為損傷變量。

1.png

模擬結果如下:

2.png
3.png

可以看到,損傷和力可以連續地從SPH粒子傳到有限元。馮·米塞斯等效應力云圖如下:

4.png

SPH法同樣可以應用于侵徹靶板、水射流破巖等領域。歡迎交流相關問題。

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