SHPB的案例
基于ABAQUS的分離式霍普金森壓桿SHPB仿真（附.cae.inp） ￥15
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態力學行為，如應力-應變關系、應變率效應、溫度效應以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內容。此外還提供了一個試樣應力應變數據處理表格和數據處理的視頻，包含兩種獲得試樣應力應變的方法：直接提取試樣應力應變的直接法和基于入射桿透射桿三波曲線的間接法。
2、SHPB原理
常規霍普金森桿SHPB（仿真）結構
如圖所示，常規的SHPB仿真模型結構主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣，有時為了進行波形整形會使用整形器（整形片）。
SHPB基本力學過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對試樣進行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過試樣進入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個基本假定：一維性應力狀態和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應的影響。一般選擇合適的桿直徑，采用整形器可有效減小幾何彌散。均勻性要求試樣達到動態平衡，即試樣兩端相對應力差足夠小。相對應力差與阻抗比、應力波在試樣中的反射次數有關，反射次數由試樣材料波速和試樣軸向長度決定。此外，端面摩擦也會改變試樣應力、應變狀態，使試樣呈現鼓狀產生非均勻變形并且軸向壓縮應力幅值增加。
展開 SHPB可控多脈沖加載技術與Abaqus仿真方法 ￥15
1、問題介紹
SHPB多脈沖加載方法一般有兩種：多次反射加載法、多級撞擊桿法。多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實際上常規的SHPB試驗都是多次反射加載，只不過在處理數據時只截取了第一次加載的數據，其特點是相鄰加載時間間隔是固定值（入射桿桿長的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結構設計，將撞擊桿設計成可實現多次撞擊的結構，撞擊間隔可調可控，多級撞擊桿一般有串聯結構、夾心結構等形式。
本案例主要介紹SHPB夾心結構的多級撞擊桿技術與仿真方法。
2、內容
2.1 基于夾心撞擊桿的多脈沖加載SHPB結構
夾心撞擊桿形式的多脈沖加載SHPB結構如下：
夾心形式的撞擊桿主要由外桿和內桿組成，內桿與外桿端面間隔d。實際試驗中，內桿是圓柱體，尺寸與外桿內徑相同（留有公差），內桿與外桿可以滑動，外桿自由端封閉，靠近撞擊端的端面裝配有端蓋。
進行實驗時，內桿、外桿以相同的初速度運動，由于間隔d的存在，外桿先撞擊入射桿，然后經過一定的時間間隔后內桿再撞擊入射桿，因此通過調節間隔d的大小可以控制多脈沖加載的時間間隔。
2.2 時間間隔計算
根據一維應力波理論，可知：
（1）加載脈寬：
第一次加載（加載波1）：
第二次加載（加載波2）：
（2）兩次沖擊時間間隔：
其中，初始撞擊速度，撞擊外桿長度，撞擊內桿長度，波速，間隔長度，為波阻抗比值。
展開 霍普金森桿（SHPB）劈拉模擬 ￥2
本例由以下免費教程霍普金森桿（SHPB）數值模擬GUI逐步操作指南(抗壓模擬)衍生而來，本例子詳細K文件見下。
1466931051499_霍普金森桿（SHPB）數值模擬GUI逐步操作指南.pdf
SHPB仿真.avi
基于LS-DYNA的SHPB霍普金森壓桿模擬巖石破壞形態
在進行巖石類試驗時，由于巖石試件可能會突然斷裂，因此在試樣上貼應變片往往會產生不可避免的誤差，而SHPB試驗系統可以有效避免這一現象，因此被廣泛應用于巖土領域的動力學研究中。巖石的力學性質具有明顯的應變率效應，研究巖石的動態力學性能，能夠為精細化爆破、圍巖保護、優化爆破和支護參數提供依據，對高效破巖、改善破巖效果、提高巷道掘進速度以及保障煤礦井下安全有重要意義。
LS-DYNA軟件可以準確的模擬出這一實驗過程，目前在學術論文中非常常見，關于相關的教學資料也較多。事實上，SHPB數值模擬建模較為容易，但在進行仿真時，往往受限于損傷本構模型而無法直接模擬出巖石試件的破壞形態。這就需要引入單元侵蝕準則，關于這一關鍵字可以在我以往帖子中或關鍵字手冊中詳細了解。我們可以根據試樣在沖擊時的受力模式，針對性的添加單元侵蝕準則，從而可以模擬出真實的巖樣破碎形態。動態壓縮和劈裂的模擬結果展示如下：
（1）動態壓縮
（2）動態劈裂
另外，SHPB模擬也應注重入射波的整形問題，盡量避免矩形波的出現，我們可以通過建立紡錘形彈體或變截面入射桿來將入射波整形為標準的半正弦波。事實上，目前更流行的是直接對入射桿端面加載自己試驗打出來的波形，這樣反而更能真實地模擬出自己試驗時的三波波形。
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基于ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土材料SHPB沖擊壓縮模擬資料總結（適用于初學者）
早期基于ANSYS/LS-DYNA學習，對SHPB仿真包含的過程及軟件操作進行記錄的學習文件，供大家參考學習。
SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf
1 實驗裝置基本信息 2
2動態模擬 2
2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2
2.2 關鍵字設置 4
3 ANSYS界面 6
3.1 頁面介紹 6
3.1.1主頁面 6
3.1.2 主菜單詳情介紹 8
4 LS-PrePost界面 11
4.1主頁面 11
4.2選項卡 13
4.2.1 選項卡1：后處理工具 13
4.2.2 選項卡2：預處理和后處理 19
4.2.3 選項卡3、4：關鍵字文件編輯 20
4.2.4 選項卡5：預處理工具 22
4.2.5 選項卡7：預處理工具 25
4.2.6 選項卡8：實體顯示界面 26
4.2.7 常用操作界面 26
4.3 新版界面（F11切換） 28
5 常用信息及操作 31
5.1 HJC模型 31
5.1.1參數意義 31
5.1.2 不同強度混凝土HJC模型參考 32
5.2 RHT模型 32
5.3 關鍵字*MAT_ADD_EROSION 33
5.4單位制 34
5.5 截圖 34
5.5.1 ANSYS LS-DYNA 34
5.5.2 LS-PrePost 34
5.6 常用云圖所選取的觀察方式（Fcomp） 35
5.7 半正弦波的生成和加載步驟 36
5.7.1 半正弦波的生成 36
6 常用公式 38
6.1 SHPB實驗 38
展開 ANSYS/LS-DYNA基于SHPB霍普金森壓桿案例的試件破碎調試過程（干貨） ￥50
在SHPB模擬中，通常需要去對材料定義合適的失效準則，使其模擬破碎情況與實際情況一致，這里涉及到失效參數的調試過程，需要進行大量的試算。本文主要將自己調試過程中得到的破碎效果進行總結（破碎圖對應k文件），給大家提供參數調整的思路，以期減少大家在調試過程中所花時間。
文件中包含幾十個SHPB破碎k文件，同時對于該案例的整體操作流程（包括軟件學習、入射波加載、數據處理）進行了非常詳細的總結，一起整理到附件中供大家參考。
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺階爆破模擬，多孔爆破模擬，可交流或出售k文件
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺階爆破模擬，多孔爆破模擬，地應力下裂紋擴展模擬，可交流解答問題或出售相關k文件。以下為一些做過的案例效果圖。 如需購買k文件或咨詢相關案例請聯系qq：872335684
三軸壓縮實驗模擬
SHPB沖擊模擬
單孔爆破裂紋擴展模擬
多孔爆破裂紋擴展模擬
地應力作用下爆破裂紋擴展模擬
臺階爆破模擬
基于ABAQUS的【2D-3D】巖石混凝土CDP的SHPB壓縮仿真 ￥25
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構。
附件：SHPB2D-3D.cae，Job-2D-CDP.inp，Job-3D-CDP.inp，Result.opju
LS-DYNA陶瓷材料SHPB仿真 ￥19.98
陶瓷材料動態力學性能經常通過霍普金森壓桿實驗獲得，本案例利用LS-DYNA對某陶瓷SHPB實驗仿真。
1、工況設置
陶瓷材料作為脆性材料，端面摩擦對陶瓷材料SHPB實驗影響很大。為消除端面摩擦影響，且樣件長徑比不至于過長，實驗和仿真的陶瓷樣件選取如圖類似的小圓柱。
為簡化仿真，仿真中只有入射桿、陶瓷樣件、透射桿，忽略子彈、波形整形器，墊塊、緩沖桿和吸收桿等部件。通過*LOAD_SEGMENT_SET施加子彈對入射桿的沖擊波，沖擊波波形最好和樣件材料應力應變曲線形狀相似，所以本案例施加的沖擊波形為三角波。
2、實驗結果
實驗和仿真波形如圖，可以觀察出反射波中有明顯的小平臺，說明陶瓷材料樣件兩端已經達到應力平衡。由于陶瓷樣件破碎，使反射波出現了階躍。
陶瓷樣件損傷云圖如下。 在LS-DYNA仿真中，當單元達到陶瓷失效應變時，單元會自動刪除。不同大小的失效應變對仿真結果有顯著影響，須反復調試。過小的失效應變不會造成反射波階躍，反而會使反射波變??；過大的失效應變使樣件端部變形過大而不破碎，與實際不符。反射波和投射波振蕩比較嚴重。
陶瓷材料實驗和仿真破碎形式。盡可能消除端部接觸力造成的影響，且失效應變選擇合適值。
陶瓷材料的力-位移曲線
展開 Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 LS-DYNA 模擬SHPB沖擊壓縮試驗 ￥15.9
對SHPB沖擊壓縮試驗進行模擬，利用ANSYS APDL 建立1/4模型，并利用LS-PrePost進行k文件修改，給巖石試樣選擇HJC模型，定義接觸和失效準則……
k文件如下
Abaqus基于JH2本構的脆性材料SHPB仿真
本貼根據JH2本構的相關理論，編寫了JH2本構的VUMAT子程序，并對脆性材料的SHPB試驗進行了模擬，以下是相關的結果。
試驗件失效示意圖
入射和透射桿上的應變響應
有關于abaqus子程序開發的相關問題可以聯系扣扣1653004885或者關注cae320公眾號
Abaqus模擬shpb過程
請問各位大佬，我在用abaqus模擬shpb沖擊過程時，經過查看文章，利用施加在入射桿上的應力波來代替給沖擊塊添加預定義速度，應力波是如何添加的，文獻中說應力波是由應變信號轉換過來的，應變信號是指電壓嗎？如果有熟悉這方面的大神麻煩解答一下，謝謝大家
霍普金森桿(SHPB)數值模擬GUI逐步操作教程
用截圖方式逐步演示
霍普金森桿（SHPB）數值模擬GUI逐步操作指南.pdf
LS-DYNA模擬SHPB的荷載施加方法（bullet撞擊法和脈沖輸入法） ￥19.98
LS-DYNA模擬SHPB實驗，其加載方式可以采用兩種形式：
1、建立bullet模型，和桿同軸，設置接觸類型為面面自動接觸（CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE），按照下圖選擇主從面，類型可以用PART或者NODE_SET
給bullet施加撞擊速度（INITIAL_VELOCITY_GENERATION），可進行撞擊加載。
需注意bullet的速度方向和速度的單位制（cm-g-μs單位制下1cm/μs=10^4m/s)
此方法的適用性（局限性）：bullet撞擊產生的波為方波，且并不理想（峰值處有震蕩），對巖石類試樣加載的情況下，并不能夠很好的滿足應力平衡條件。
2、施加端面荷載，可將實驗測得的入射應力波作為端面荷載輸入，以保證仿真加載波和實驗的一致性。
荷載施加（LOAD_NODE_SET）需要選擇施加節點集和加載曲線
荷載曲線定義（DEFINE_CURVE）時，各數據點可由txt文件一并導入，注意導入文檔中，每行數據分兩列（可由Excel直接將兩列數據復制粘貼得到），前一列為時間，后一列為荷載值
選擇入射桿端面節點集合為荷載施加的節點集
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