LS-DYNA模擬波音767撞擊核電站

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運用LS-DYNA,可以進行飛機高速撞擊核電站的先進數值模擬。采用耦合方法(飛射物-靶體相互作用分析方法)并綜合考慮飛機的主要結構、載荷分布及材料特性等。根據文獻資料查找的波音767飛機尺寸數據,利用三維軟件進行了飛機模型的建立,建立的飛機模型如下: Picture2.png

                                                                       飛機全機網格尺寸

對蒙皮進行殼單元網格劃分,對其內部桁架,框架等結構進行梁單元網格劃分:
網格分別如下所示:

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                                                                       蒙皮殼單元網格劃分   Picture10.png

                                                                       蒙皮梁單元網格劃分

根據查找的文獻及官網資料,考慮到飛機自重以及油箱,機上荷載分布等給飛機模型布置好軸向質量,其分布如下圖所示,在高速撞擊分析中,質量分布是十分關鍵的:

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模型檢查:在LS-DYNA中,檢查梁單元和殼單元的截面屬性是否正確賦予,并直接添加或修改接觸,材料,初速度等關鍵字。

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材料模型設置如下表所示:LS-DYNA模擬波音767撞擊核電站的圖7

混凝土采用 Concrete_Damage 材料模型,并利用圓柱體撞擊混凝土面板的仿真與實驗進行對比來驗證材料參數的準確性:image1.gif

最終飛機撞擊核電站的效果如下動畫所示:

1565166649.gif

網格總數:100萬

采用8核并行運算,雙精度

采樣時間步長0.001s, 總共計算0.3 s

所需機時: 44小時

在LS-DYNA中,可以通過提取節點的反作用力并加總,可得到飛機的撞擊力,并且能通過節點區域的劃分,得到各個部分的撞擊力分布,如下圖所示:

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還可以在LS-DYNA中輕松修改撞擊的角度,位置以及速度,得到不同狀態下飛機和核電站的損毀情況:

LS-DYNA模擬波音767撞擊核電站的圖11以下展示了不同撞擊位置時候的結果:

LS-DYNA模擬波音767撞擊核電站的圖12

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