彈體侵徹的案例
彈體對目標的侵徹
本人近一個月開始學習的模擬Ansys/ls-dyna，主要是想學會侵徹問題的數(shù)值。為此，本人按照《基于Ansys/lsdyna 8.1進行顯示動力分析》一書的實例做了彈丸侵徹金屬靶、混凝土靶、水介質(zhì)的侵徹問題數(shù)值模擬的練習，現(xiàn)拿出來分享一下，也請各位大神指點一二。
1、彈體對兩層間隔金屬靶的侵徹
1.1、彈體侵徹兩層間隔金屬靶的二維拉格朗日方法
1.2、彈體侵徹兩層間隔金屬靶的二維ALE方法
1.3、彈體侵徹兩層間隔金屬靶的三維拉格朗日方法
2高速彈丸侵徹混凝土靶板
3.高速彈體侵徹水介質(zhì)
不同材料靶板的侵徹問題分析時材料模型選擇、求解設置是不同的。
感興趣的初學者需要APDL命令流及k文件可留下郵箱。
摘自《基于ansys/ls-dyna 8.1進行顯示動力分析實例》，注書中及網(wǎng)上提供的k文件存在幾處小錯誤，會導致計算中止。
同時要非常感謝@藍牙、@地主巴依老爺兩位老師，感謝二位老師對我的幫助
展開 彈體侵徹實例教程
彈體侵徹實例教程
案例描述：彈體侵徹模擬仿真
求解目的：了解彈體侵徹過程中軸向過載大小，為彈體設計提供依據(jù)。
說明：整個案例嚴格按照有限元仿真的流程來執(zhí)行，包括前處理、有限元分析和后處理過程。由于保密方面的原因，模型及材料參數(shù)進行了簡化，但基本流程較清晰，可供初學者學習之用。hyper基本操作可參照“3C”電子產(chǎn)品跌落實例講解―――MP3貼
有感興趣者可參照本例進行實際操作并把結果發(fā)上來，彈體和靶板尺寸可自己定義，本人根據(jù)各位發(fā)上來的作業(yè)結果給與加分鼓勵，會有很優(yōu)厚的加分哦
基于Lagrange及SPH算法的彈體侵徹雙層靶材仿真
基于Lagrange及SPH算法的彈體侵徹雙層靶材仿真.pdf
彈體對鋼靶材的侵徹在軍工防護領域應用廣泛，鋼靶材侵徹的破壞情況與彈體的變形程度對理解高速侵徹的作用機理具有重要意義。通過Lagrange算法建立靶材模型來分析鋼靶材的應力應變、沖擊中的能量變化及計算精度，得出了鋼靶材的應力圍繞沖擊中心圓形擴散，靶材邊界處的應力效應也得到消除，無應力反彈現(xiàn)象出現(xiàn)；仿真繼續(xù)得出靶材的最大失效應力為12100 MPa，彈體沖擊造成的第1、2層鋼靶材損傷截面面積分別為364、366 cm2，彈體在1300 m/s的高速沖擊下發(fā)生了嚴重的變形與破壞，彈體末端逐漸向沖擊反方向膨脹，直至發(fā)生塌陷破壞，坍塌深度達2.29 cm；文末最后亦提供了基于SPH算法的靶材侵徹結果，通過采用局部SPH粒子細分的方法建立不同密度的靶材SPH單元來模擬彈體的高速侵徹行為，通過能量曲線發(fā)現(xiàn)其侵徹結果更加穩(wěn)定，沒有過多紊亂情況，為采用更加高效的有限元建模算法來研究侵徹失效行為提供了依據(jù)。
展開 LS-DYNA SPH-DEM彈體侵徹砂土 ￥251
<p>采用LS-DYNA軟件，通過SPH-DEM耦合算法構建彈體侵徹砂土模擬，其中SPH為彈體，DEM為砂土，</p><p>主要難點如下：</p><p>（1）SPH炸散問題</p><p>（2）DEM顆粒間穿透</p><p>（3）SPH-DEM耦合理論</p><div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Playf0bb79713c1171f1805c4531959c0102" videoid="f0bb79713c1171f1805c4531959c0102" duration="0秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p><br></p>
展開 
LS-DYNA SPH-FEM彈體侵徹土壤 ￥251
<p>基于LS-DYNA軟件，采用SPH-FEM耦合算法構建剛體彈體侵徹土壤數(shù)值模型，其中土壤采用SPH粒子建模，彈體采用FEM網(wǎng)格建模。本模型難點如下：</p><p>（1）固結接觸應力波傳遞連續(xù)性問題</p><p>（2）彈體與SPH土壤接觸穿透問題，</p><p>（3）MAT_SOIL_AND_FOAM（005）本構模型參數(shù)含義</p><p><br></p><p>結果展示</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/36e2d930a2bf448997a3c933ffeb0383.png?
展開 合金彈體侵徹鋼筋混凝土（損傷+裂紋）
01仿真背景
鋼筋混凝土靶侵徹問題的研究，對于鉆地武器和防護工程的設計有重要的意義。由于鋼筋混凝土靶的非均質(zhì)、各向異性、多項組分特點，以及強沖擊載荷導致的復雜結構行為，給該問題的理論研究帶來較大的困難。侵徹實驗是獲得彈靶響應及侵徹結果最直接的方式，結合數(shù)值模擬，則可針對侵徹效應諸因素進行深入的定性和定量研究。侵徹過程中應力波在鋼筋混凝土靶中的傳播對混凝土損傷區(qū)域的識別，以及彈體侵徹阻力的計算有重要作用。
02仿真工具
本文采用Hypermesh14.0前后處理器肯LS_DYNA971R7求解器進行前后處理和求解計算。
03模型簡介
本例中，混凝土靶體尺寸寬×高×厚＝2.01m×1.98m×1.20m，強度約為35Mpa。彈體：試驗用炮為100mm滑膛炮，彈丸口徑100mm，頭部彈長40.4cm，彈性模量Ｅ＝２１５Ｇｐａ，泊松比λ＝０.２８４. 混凝土泊松比λ＝０.２。
展開 LSDYNA成層式組合結構抗彈體斜侵徹
1，項目概述
在軍工防護中，成層式蜂窩組合結構具有較好的抗侵徹性能，模型包括底部正交的薄板（內(nèi)部填充土壤），頂部為蜂窩板，蜂窩內(nèi)填充混凝土材料。通過仿真分析，獲取成層式蜂窩組合結構的坑彈侵徹性能，以及觀察彈體的侵徹路徑。
2，幾何模型建立及處理
首先在WORKBENCH中建立幾何模型，模型包括：1子*彈，2混凝土，3蜂窩鋼板，4上板，5承載板，6下板，7土壤。
《基于ANSYS/LS-DYNA 8.1進行顯式動力分析》
約束和初始速度定義
2. 2. 7 求解設置
2. 2. 8 LS-DYNA輸入文件 K文件 的生成與修改
2. 3 求解和過程控制
2. 3. 1 遞交關鍵字文件
2. 3. 2 求解過程轉換開關
2. 3. 3 重啟動分析
2. 4 后處理
2. 4. 1 ANSYS后處理
2. 4. 2 LS-PREPOST后處理
第3章 彈體對目標的侵徹
3. 1 彈體對兩層間隔金屬靶的侵徹
3. 1. 1 彈體侵徹兩層間隔金屬靶的二維拉格朗日方法
3. 1. 2 彈體侵徹兩層間隔金屬靶的二維ALE方法
3. 1. 3 彈體侵徹兩層間隔金屬靶的三維拉格朗日方法
3. 2 高速彈丸侵徹混凝土靶板
3. 2. 1 問題描述
3. 2. 2 建模分析
3. 2. 3 求解步驟
3. 2. 4 后處理
3. 3 高速彈體侵徹水介質(zhì)
3. 3. 1 問題描述
3. 3. 2 建模分析
3. 3. 3 求解步驟
3. 3. 4 后處理
第4章 炸藥的破壞效應
4. 1 裝藥爆炸對鋼板的破壞效應
4. 1. 1 問題描述
4. 1. 2 建模分析
4. 1. 3 求解步驟
4. 1. 4 后處理
4. 2 炸藥在土壤內(nèi)部爆炸作用
4. 2. 1 問題描述
4. 2. 2 建模分析
4. 2. 3 求解步驟
4. 2. 4 后處理
4. 3 集團裝藥無限水域中爆炸
4. 3. 1 問題描述
4. 3. 2 建模分析
4. 3. 3 求解步驟
4. 3. 4 后處理
4. 4 集團裝藥淺層水中爆炸
4. 4. 1 問題描述
4. 4. 2 建模分析
4. 4. 3 求解步驟
4. 4. 4 后處理
第5章 成型裝藥的爆炸作用
5. 1 爆炸成型彈丸的形成
5. 1. 1 爆炸成型彈丸的二維模擬
5. 1. 2 爆炸成型彈丸的三維模擬
5. 2 聚能射流的形成
5. 2. 1 線型聚能射流的二維模擬
5
展開 LS-DYNA在彈體侵徹仿真中的應用
1、項目背景
彈體對防護體的侵徹屬于高速沖擊碰撞的動態(tài)侵人問題，分析過程涉及侵入深度和侵入過程中的受力情況、速度和加速變化等問題。目前主要以實驗研究為主, 輔之以近似條件下的解析方法和數(shù)值方法。現(xiàn)代數(shù)值計算方法主要是有限元, 有限差分, 離散元等方法。
研究表明，彈體體侵徹有限厚靶板的過程是一個復雜的物理過程，侵徹瞬態(tài)過程伴隨著幾何非線性、材料非線性和接觸非線性。本文利用LS-DYNA 顯式求解器對侵徹過程進行數(shù)值模擬, 可以清晰地了解該物理過程，為侵徹分析提供更直觀和全面的數(shù)據(jù)。
2、模型假設
本課題的重點是對比分析不同攻角對侵徹體侵徹能力的影響，所以為了提升計算效率,本課題對仿真模型做如下假設：
①侵徹體和靶板為均勻連續(xù)介質(zhì)；
② 忽略一切熱效應, 包括由摩擦所產(chǎn)生的熱, 由于變形或摩擦熱對材料性能的影響, 和它們引起的相變;
③根據(jù)對稱性，采用1/2模型求解計算；
④忽略空氣阻力, 不考慮重力作用；
⑤忽略靶板的剛體運動, 侵徹體和靶板的初始應力為零。
展開 lsdyna彈體侵蝕雙層靶板為例進行完全重啟動分析 ￥50
一般用來做重復跌落，彈體侵蝕或者爆炸等分析。
完全重啟動可以增加了新的PART,新的接觸,新的曲線,速度改變等定義,此時相當于一種全新的分析.因此這種情況下的分析的結果文件,如D3PLOT文件會重新從1開始編號,需要新建一個文件夾存放修改后的K文件和重啟動文件對d3dump。同時添加一些重啟動的關鍵字。
下面以彈體侵徹靶板為例說明整個過程.
1:首先進行彈體侵徹一層靶板的分析,計算時間20微秒:見附件penetration2d.k
彈體對兩層間隔金屬靶的侵徹 ￥50
還有通過二維彈體對金屬靶侵徹的ALE和拉格朗日算法比較
作為一名初學者歡迎大家一起交流
高速彈體多層靶板目標侵徹數(shù)值模擬研究
彈體與彈體底蓋：在模型處理中通過共節(jié)點連接，該部分不會引入額外剛度。
2. 壓螺部分通過外螺紋結構（模型中已省略）與彈體連接并作為限位器限制裝填于彈體內(nèi)部的測試體結構沿彈體軸向的運動，因此將壓螺部分外螺紋區(qū)域與彈體結構進行固連接觸；壓螺底端與彈體后蓋部分不設置接觸。
3. 傳爆序列的形態(tài)簡化。如圖5所示，傳爆序列位于彈體內(nèi)部測試體前端，并通過預制于彈體結構的孔洞與前端的裝填物連接。較之典型的傳爆結構，該結構的形態(tài)明顯經(jīng)過簡化，如果直接將其處理為金屬（鋁/鋼）團塊，并通過固連接觸分別與彈體和引信直接連接，會導致局部結構剛度的異常升高，并改變彈體結構傳力路徑。在本輪模型調(diào)試中，在模型處理時將其移除，并替換為一組總質(zhì)量為384.1g的集中質(zhì)量單元，均勻分布于原金屬團塊的占位孔四周。
圖5 傳爆結構占位
4. 引信基座、引信殼體及引信內(nèi)部的接觸關系處理原則
對參與模型內(nèi)部軸向傳載的不可分離接觸面，使用綁定接觸進行處理，以保證彈體結構軸向剛度的準確性；對不參與軸向傳載，且可進行切向滑移的接觸面，不作額外的接觸處理，以防止引入不存在的扭轉及抗彎剛度。
1. 工況1仿真結果
工況1的計算模型如圖6所示。
圖6 工況1-多層金屬靶板侵徹計算模型
圖7-1，圖7-2，圖7-3及圖7-3分別給出了彈體結構在各個時刻擊穿鋼制靶板的瞬間形態(tài)。圖8則給出了彈體結構在擊穿第一層鋼靶板時刻的局部放大視圖。
圖7-1 侵徹歷程
圖7-2 侵徹歷程
圖7-3 侵徹歷程
圖7-4 侵徹歷程
圖7-5 侵徹歷程
圖8 彈體-鋼靶板侵徹過程局部放大視圖
提取引信位置的過載曲線，如圖9所示。可以檢測到非常明顯的過載峰值信號。
展開 LS-DYNA FEM-ALE剛體彈體入水侵徹土壤 ￥200
<p>采用LSDYNA軟件，通過FEM-ALE耦合算法，構建剛體彈體入水侵徹土壤模擬，其中彈體為FEM，ALE為水和土壤</p><p>主要難點如下</p><p>（1）ALE泄露控制</p><p>（2）MAT_SOIL_AND_FORM本構參數(shù)含義</p><p>（3）耦合力及耦合界面力的查看</p><div contenteditable="false" width="100%">
<jsk id="C_Play20a94ed13fc071f1b73a5420848d0102" videoid="20a94ed13fc071f1b73a5420848d0102" duration="0秒">
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展開 彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
1選題意義：高速彈體侵徹的顯示動力學仿真已經(jīng)有很多學者對此進行了透徹的研究，按照侵徹目標體建模采用的算法可分為彈體侵徹FEM目標體、彈體侵徹SPH目標體。FEM算法由于計算效率高、邊界條件易于處理而得到廣泛應用，采用SPH算法能夠更加準確反映大變形問題，如破碎、裂紋等物理想象而多被用于科學研究中。本文針對于此，分別采用FEM SPH算法建立了高速彈體沖擊擋風玻璃的仿真建模，對比了兩種不同建模方法實現(xiàn)沖擊擋風玻璃后損失形貌與實際形貌的準確度，總結了FEM與SPH算法各自的優(yōu)缺點，最后對此類侵徹問題的發(fā)展趨勢做出了展望。
2有限元方法分析
2.1模型假設及建立
彈體高速沖擊擋風玻璃的模型中，玻璃相對彈體可以看成無限大平面，外，模型假設彈體沖擊玻璃中心區(qū)域，所以可以建立四分之一模型，以減小計算量。彈體及玻璃平面模型較為簡單，本文直接在ANSYS中進行幾何模型的建立，建模采用APDL語言建模。
2.2區(qū)域網(wǎng)格劃分
高速沖擊問題中，網(wǎng)格劃分精度影響最終計算結果。因此對玻璃平面劃分區(qū)域后，按照區(qū)域進行網(wǎng)格精度控制，在四分之一彈體下方直接與其接觸的玻璃部分網(wǎng)格劃分密一點，對四分之一玻璃邊界區(qū)域網(wǎng)格控制同樣需要精密一點，避免邊界應力集中，在遠離彈體直接接觸部分采用六面體稀疏網(wǎng)格，模型網(wǎng)格劃分結果如圖1所示。
圖1 模型網(wǎng)格劃分
2.3其他前處理
網(wǎng)格劃分完成后，進行其他在ANSYS中較為容易的前處理設置，如初始速度，求解時間，能量控制，輸入接觸力等，對于接觸設置，邊界條件設置等其他較為復雜的可以在LSPP中完成。（個人認為LSPP中對接觸，邊界條件的設置較為簡單）。
展開 侵徹數(shù)值模擬lsdyna
彈體侵徹數(shù)值模擬 彈體材料模型JC 靶體材料模型HJC 彈體在侵徹過程的動能及損傷演化如圖1 的速度衰減曲線如圖2 的位移（侵徹深度）如圖3 相關分析文件見收索某??：play（驀晨士）
