關鍵詞：Workbench；LS-DYNA，爆炸威力，爆炸力學，流固耦合

作為礦產開采與武器裝備的常用材料，炸藥被廣泛應用于軍事與工業領域，正因為其在多個領域的廣泛使用，對其爆炸后產生的威力進行評估在軍事科學、礦產開采與安全防護等領域都有著很大的需求。爆炸威力評估往往需要進行爆炸試驗來獲得結果，但是爆炸試驗成本高且試驗過程很難被準確記錄。對炸藥爆炸進行數值仿真能夠很大減少爆炸試驗的成本，而且能夠更好地獲取爆炸過程的參量與沖擊波傳播過程。

Workbench為ANSYS軟件中一個高度集成的多物理場仿真軟件，其內部集成了大量的模塊來進行所需的數值仿真，LS-DYNA模塊為其在2020版本之后集成進的新模塊，相對于傳統LS-DYNA前后處理軟件LS-prepost，Workbench中的LS-DYNA模塊用戶界面更加友好，且其前處理可與其他模塊共用，能夠極大地提高工作效率。

在此案例中，建模采用Workbench中的SpaceClaim進行建模，模型包含為炸藥、空氣域與威力評估板，威力節省計算量與計算時間，模型簡化為1/4模型，建立好的模型如圖1所示，用其內置的工具進行網格劃分，劃分好的網格模型如圖2所示，炸藥起爆點設為炸藥中心。

圖 1 1/4仿真模型

圖 2 數值仿真有限元模型

因炸藥爆炸產生的爆轟產物與空氣為流體，采用Lagrange算法會產生大變形導致計算過程出錯，因此炸藥與空氣域采用ALE算法，而威力評估板因為其物理性質采用Lagrange算法能夠更好地表現其力學性能。而空氣與爆轟產物作用威力評估板需要兩種不同的算法進行耦合，此時需要添加流固耦合。

炸藥起爆沖擊波傳播過程云圖如圖3所示，爆炸產物作用到威力評估板后威力評估板的的應力云圖如圖4所示，距離爆心一段距離的壓強曲線如圖5所示

圖 3 沖擊波傳播過程云圖

圖 4 威力評估板應力云圖

圖 5 壓強曲線

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