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前段時間分享了用Abaqus CEL方法分析侵徹爆破問題，詳情見：

然而有人反饋說歐拉區域填充比較麻煩，而且網格尺寸非常影響材料填充精度。另外，對于復雜結構，仍要求網格是六面體網格；也不支持質量縮放（歐拉單元），這可能是CEL方法的不足。實際上上述侵徹爆破問題可以用SPH方法進行分析，而且SPH方法可以跟普通的拉格朗日單元分析類似進行操作，下面展示SPH方法的使用及注意事項。

1.模型

模型概述：彈頭以500m/s撞擊靶板，其中PBX裝藥采用JWL狀態方程描述，設置延時起爆及起爆點，同時為了呈現爆炸產物的作用，保留產物不刪除。為了方便起見，彈頭和靶板采用相同材料，材料參數來自abaqus幫助文檔。模型分為15mm的單層靶板和5m三層靶板侵徹爆炸過程，如下圖所示：

注意：理論上可以建立1/4或更小的模型，但SPH方法的特殊性，此處我們建立全尺寸模型。

Section：都用Solid即可；

Step  ：顯示、動力；

Interaction：通用接觸；

網格及SPH轉換：對于PBX單元，我們設置C3D8R單元在計算過程中轉換為SPH粒子：

             當前選擇的是0時刻轉換為SPH粒子（其他條件見幫助文檔，比如應變、應力或用戶最定義條件等）。

2.結果分析

在相同條件下，即彈頭速度、延時起爆等情況相同時，CEL和SPH方法的對比結果如下：

雖然大致結果相同，但看起來殼子破裂方式還是有一定的區域別。顯示SPH作用過程：

也可以模擬拉格朗日單元溫度變化：

當然，SPH粒子密集度可以在上面轉換為SPH粒子過程中可以調整。

3.其他問題

?這類模型能否采用1/2或1/4分析？

   如果采用1/2模型，那么需要施加軸對稱邊界條件，但目前在CAE界面選擇C3D8R轉SPH的前提下，針對轉換單元的軸對稱邊界條件會失效，這種情況下計算結果如下：

  這種情況下，可以通過增加剛性面單元或殼單元起到近似軸對稱約束。

?修改Iinp文件生成SPH：

   另一種方法是，先在CAE把模型建好，然后在修改inp關鍵詞直接上次SPH粒子，此時可在軸對稱邊界定義約束、初始條件、tie約束等，然而需要在關鍵詞添加，且不能直接導入CAE計算，只能通過命令。

   而且，修改inp方法時通用接觸可能會失效，需要自定義面接觸：*contact inclusions

?SHP生成方法：

•   實際上有三種方式：1.如本文在CAE設置轉換閾值條件； 2. 修改inp文件，包括采用python程序將C3D8R等單元轉換為SPH后替換原inp； 3. 采用mass elements，之后直接替換單元類型即可（現在CAE建立mass element，后在inp替換）。

3.結束語

• 由上述簡單的算例可知，采用SPH模擬爆炸或高速沖擊問題還是比較方便的，但不支持二維情況。跟CEL相比，雖然方便多了，但也有其短板，如幫助文檔所描述計算精度可能不如CEL好。
• 可以考慮溫度變化，但實際上只有C3D8R, C3D6, C3D4 單元可以轉化為SPH，用SPH粒子分析溫度升溫可能暫行不通；但其他拉格朗日單元可以呈現溫度變化。
• 據我所知，CEL及SPH不能同時使用。

免費分享將單元轉SPH的python代碼。