炸藥模型
關(guān)注創(chuàng)建者：最棒的簡約 創(chuàng)建時(shí)間：2019-10-16
炸藥模型的視頻教程
ANSYS/LS-dyna不同傾斜角度炸藥延時(shí)起爆三維模型SPH-FEM
1.不同傾斜角度炸藥建模及網(wǎng)格劃分。 2.講述了有限元網(wǎng)格轉(zhuǎn)換SPH的操作，有限元網(wǎng)格與SPH粒子的耦合。 3.講述SPH-FEM模型的全局約束方法，減少節(jié)點(diǎn)約束報(bào)錯(cuò)幾率。 4.附件包含：三維全模型源文件，視頻K文件，巖石、混凝土等材料參數(shù)庫等資料。
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采用SPH-FEM耦合方法模擬炸藥在混凝土中的爆炸-1/4模型（ANSYS/LS-DYNA）
附帶模型的K文件，放于視頻下方，可在pc端下載。
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ABAQUS案例-炸藥與固體結(jié)構(gòu)的爆炸作用分析
本課程詳細(xì)講解了在ABAQUS中炸藥模型的建立及炸藥爆炸對(duì)固體結(jié)構(gòu)的作用分析。本課程雖然分析的是一個(gè)鋼制框架結(jié)構(gòu)在炸藥爆炸下的響應(yīng)，但是采用本課程的方法，通過更改材料屬性及結(jié)構(gòu)形式，可以應(yīng)用到例如巖土工程中或建筑工程中的爆破分析。
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炸藥模型的實(shí)例教程
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型應(yīng)用（1）：二維ALE算法的B炸藥沖擊起爆過程仿真
關(guān)鍵詞：沖擊起爆過程；點(diǎn)火增長模型；2D多物質(zhì)ALE算法；穩(wěn)定爆轟；B炸藥
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型采用狀態(tài)方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進(jìn)行設(shè)置，可用于模擬固體推進(jìn)劑及其他高能炸藥的沖擊點(diǎn)火和燃爆過程。該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率，從而影響爆炸（燃燒）前沿的傳播速度，產(chǎn)生熄爆或爆轟效果，已被廣泛應(yīng)用于爆炸和沖擊分析、火箭和導(dǎo)彈的推進(jìn)劑安定性研究、建筑和交通工具的火災(zāi)安全評(píng)估以及新型材料的燃燒特性測試等領(lǐng)域。
由于炸藥起爆過程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問題，相比之下，ALE算法具有顯著優(yōu)勢。本文采用二維多物質(zhì)ALE算法對(duì)B炸藥的沖擊起爆過程進(jìn)行仿真計(jì)算，沖擊物為12.7mm的黃銅彈丸，彈丸與B炸藥間設(shè)置1mm厚的1006號(hào)鋼板，彈丸速度設(shè)置為1200m/s和1240m/s，計(jì)算結(jié)果如下：
起爆結(jié)果：1200m/s沖擊速度下，炸藥起爆后未能爆轟，爆炸傳播一段距離后熄爆，在距沖擊位置6mm處產(chǎn)生最大超壓峰值19GPa；1240m/s沖擊速度下，炸藥起爆成功，產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟，爆轟波峰值壓力約30GPa，與29.5GPa的C-J爆轟壓力相近，壓力曲線如圖1。
圖1 不同沖擊速度下B炸藥軸線各處的壓力時(shí)程曲線
反應(yīng)度及溫度對(duì)比：起爆成功產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟的壓力、溫度明顯高于未起爆成功工況。成功起爆的炸藥反應(yīng)度達(dá)到1，未起爆成功反應(yīng)度僅在沖擊位置附近小范圍達(dá)到1，較遠(yuǎn)范圍反應(yīng)度逐漸降低，云圖對(duì)比如圖2。
展開 <p class="ql-align-center"><strong>LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型應(yīng)用（3）：3D SPH算法的PBX9501炸藥沖擊起爆過程仿真</strong></p><p class="ql-align-justify">關(guān)鍵詞：<strong>沖擊起爆過程；點(diǎn)火增長模型；3D SPH算法；平板撞擊；PBX9501炸藥</strong></p><p class="ql-align-justify"> LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型采用狀態(tài)方程<strong>*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE</strong>進(jìn)行設(shè)置，可用于模擬固體推進(jìn)劑及其他高能炸藥的沖擊點(diǎn)火和燃爆過程。該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率，從而影響爆炸（燃燒）前沿的傳播速度，產(chǎn)生熄爆或爆轟效果，已被廣泛應(yīng)用于爆炸和沖擊分析、火箭和導(dǎo)彈的推進(jìn)劑安定性研究、建筑和交通工具的火災(zāi)安全評(píng)估以及新型材料的燃燒特性測試等領(lǐng)域。</p><p class="ql-align-justify"> 由于炸藥起爆過程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問題。<strong>光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)SPH算法（Smooth Particle Hydrodynamics）是一種無網(wǎng)格拉格朗日方法，其在跟蹤運(yùn)動(dòng)界面、處理大變形方面具有顯著優(yōu)勢</strong>，已被廣泛用于解決傳統(tǒng)有限元法（FEM）和有限體積法（FVM）難以解決的涉及爆炸、沖擊波傳播和流體流動(dòng)的相關(guān)問題。
展開 炸藥在巖石里面爆炸，先建一個(gè)炸藥模型，一個(gè)巖石模型，最后建立一個(gè)與炸藥耦合的模型，那這個(gè)模型應(yīng)該賦予炸藥的參數(shù)和狀態(tài)方程，還是賦予空物質(zhì)比如空氣的屬性。我用賦予這個(gè)模型空物質(zhì)的屬性無法計(jì)算，但賦予炸藥的屬性勉強(qiáng)可以得到一個(gè)結(jié)果。
相比于普通炸藥，含鋁炸藥具有二次放熱的特性大大加強(qiáng)了炸藥的做功能力，有效得提高了戰(zhàn)斗部的毀傷威力，尤其在水中兵器領(lǐng)域。對(duì)含鋁炸藥的仿真不是很多，以下案例提供了一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值。
隧道光面爆破局部建模損傷分析 ￥50
鉆孔區(qū)域采用映射網(wǎng)格劃分，鉆孔外巖石區(qū)域采用掃掠劃分方式，單元類型為solid164單元，模型厚度方向擴(kuò)展200cm，采用三維建模方法進(jìn)行分析。模型網(wǎng)格劃分好后導(dǎo)出k文件，后續(xù)操作通過k文件導(dǎo)入ls-prepost中進(jìn)行炸藥，堵塞及空氣的分區(qū)及材料參數(shù)、邊界條件、求解等設(shè)置。
3.巖石采用RHT模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述，空氣的狀態(tài)方程采用*EOS- LINEAR-POLYNOMAIAL 描述。
4.計(jì)算結(jié)果如下：
損傷破壞圖
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<p class="ql-align-center"><strong>LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型應(yīng)用（3）：3D SPH算法的PBX9501炸藥沖擊起爆過程仿真</strong></p><p class="ql-align-justify">關(guān)鍵詞：<strong>沖擊起爆過程；點(diǎn)火增長模型；3D SPH算法；平板撞擊；PBX9501炸藥</strong></p><p class="ql-align-justify
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型應(yīng)用（1）：二維ALE算法的B炸藥沖擊起爆過程仿真
關(guān)鍵詞：沖擊起爆過程；點(diǎn)火增長模型；2D多物質(zhì)ALE算法；穩(wěn)定爆轟；B炸藥
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長模型采用狀態(tài)方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進(jìn)行設(shè)置，可用于模擬固體推進(jìn)劑及其他高能炸藥的沖擊點(diǎn)火和燃爆過程。該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率
3.巖石采用RHT模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述，空氣的狀態(tài)方程采用*EOS- LINEAR-POLYNOMAIAL 描述。
4.計(jì)算結(jié)果如下：
損傷破壞圖
3.確定材料參數(shù)，在ls-prepost中輸入材料參數(shù)，巖石采用JH-2模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述。
LS-DYNA 中包含兩種炸藥爆轟模型：高能燃燒模型和點(diǎn)火生成模型，前者屬于 CJ 模型，后者屬于 ZND 模型。點(diǎn)火生成模型需要輸入炸藥反應(yīng)率方程參數(shù)和未反應(yīng)炸藥的 JWL 方程參數(shù)，對(duì)于大多數(shù)炸藥來說這些參數(shù)缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，而工程中使用 CJ 模型就足夠了，因此下面主要介紹高能燃燒模型。
LS-DYNA 中包含兩種炸藥爆轟模型：高能燃燒模型和點(diǎn)火生成模型，前者屬于 CJ 模型，后者屬于 ZND 模型。點(diǎn)火生成模型需要輸入炸藥反應(yīng)率方程參數(shù)和未反應(yīng)炸藥的 JWL 方程參數(shù)，對(duì)于大多數(shù)炸藥來說這些參數(shù)缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，而工程中使用 CJ 模型就足夠了，因此下面主要介紹高能燃燒模型。
相比于普通炸藥，含鋁炸藥具有二次放熱的特性大大加強(qiáng)了炸藥的做功能力，有效得提高了戰(zhàn)斗部的毀傷威力，尤其在水中兵器領(lǐng)域。對(duì)含鋁炸藥的仿真不是很多，以下案例提供了一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值。
表3 榴彈殼體與炸藥材料模型參數(shù)
Table 3 High explosive projectile shell and explosive material model
表4 榴彈殼體Johnson-Cook模型參數(shù)
Table 4 Johnson-Cook model of high explosive projectile shell
表5 炸藥材料模型以及JWL參數(shù)
Table
LS-DYNA程序提供了用于模擬炸藥作用的數(shù)值模型，即高能炸藥材料模型結(jié)合一個(gè)描述爆生氣體壓力-體積關(guān)系的狀態(tài)方程模型。
炸藥在巖石里面爆炸，先建一個(gè)炸藥模型，一個(gè)巖石模型，最后建立一個(gè)與炸藥耦合的模型，那這個(gè)模型應(yīng)該賦予炸藥的參數(shù)和狀態(tài)方程，還是賦予空物質(zhì)比如空氣的屬性。我用賦予這個(gè)模型空物質(zhì)的屬性無法計(jì)算，但賦予炸藥的屬性勉強(qiáng)可以得到一個(gè)結(jié)果。
