侵徹是可以運用LS-DYNA和Explicit Dynamics軟件進行分析的一類典型非線性動力問題，在實際工程中有廣泛的運用。本文以一顆子彈擊穿雙層鋼板的動力問題分析為例介紹侵徹分析的實現方法。以workbench9.0版本基礎，調用LS-dyna模塊和Explicit Dynamics模塊進行計算并對結果進行比較。

1、問題描述

直徑15mm、長45mm的子彈以1000m/s的初始 n速度垂直射向兩層鋼板，鋼板尺寸均150mmX150mm，厚度均為8mm，鋼板間距為55mm，具體尺寸詳下圖1所示：

圖1 子彈及鋼板幾何尺寸（單位：mm）

建立模型

選擇Explicit Materials材料分組，選擇STEEL 1006型鋼材，該類型的鋼采用Johnson Cook模型定義材料的強度，Johnson Cook模型適用于高應變率材料行為，對于子彈擊穿鋼板問題采用該模型是合適的。另外，子彈穿靶過程中伴隨著部分材料失效的行為，因此還需要添加材料失效模型，Workbench中提供多種材料失效模型，在這里我們選擇Johnson Cook失效模型。

分別建立兩組模型，一個了子彈穿透一塊鋼板，另一組是子彈穿透兩塊鋼板。

第一組分析，先抑制住第二塊板，鋼板材料選擇成STEEL 1006，子彈選擇成rigid。顯式分析，單元為一階單元。鋼板層數一般要大于兩層，以防止沙漏現象。體與體的接觸選擇成frictional接觸，摩擦系數設置0.15，動力摩擦系數設置0.1。當然也可以由于模型的對稱性，建立1/4模型進行計算。本案例是全模型。仿真時間為6e-5s。初始速度的添加必須在是initial condition下添加進行初始速度添加，而不是在求解里添加強制速度，這個要重視。速度為1e6mm/s。這里的單位制是mms。鋼板四周固定約束。

第二組分析是將第二塊鋼板解除抑制，時間改為1.8e-4s。兩個鋼板固定約束，其他條件均不改變。

穿透第一塊鋼板的ls-dyna的速度圖

顯式動力學計算的結果

結論是經過穿透鋼板后兩個動力學軟件計算出來的子彈速度均有下降。

穿透兩個鋼板后的lsdyna計算的速度結果

顯式動力學計算的結果

子彈穿透第二鋼板后，子彈速度繼續下降，其中autodyna計算的下降速度更快。

穿透的云圖

結論是autodyn與lsdyna在顯式動力學計算上結果具有可比性，并且結果都有一定的可信性。不過，很奇怪的一點，在添加上顯式動力學材料STEEL1006后，如果不添加Jason失效材料屬性，autodyn計算出來的結果能夠穿透，而lsdyna則不能計算穿透。

后面有附件，僅供參考學習。ansysworkbench 19.0版本的模型文件。由于不支持ansysworkbench19.0壓縮的wbpz格式，故將impact.wbpz格式改成impact.rar。下載下來后，右鍵重命名，把后續改回來即可，支持19.0及以上版本打開，雙擊即可打開。由于上傳文件大小的要求，后面兩個鋼板的求解結果已清除，自行求解即可。