彈體沖擊的案例
基于不同斷裂準(zhǔn)則的 6061-T651 鋁合金板抗沖擊性能數(shù)值仿真研究
試驗(yàn)與數(shù)值仿真得到的彈體初始速度 vi和剩余 速度 vr如表 2 所示，為綜合量化兩種斷裂準(zhǔn)則預(yù)測 的剩余速度與試驗(yàn)結(jié)果的誤差，引入了一個(gè)相對(duì)誤 差參數(shù) rv [22]
式中， s ir v 和 t ir v 分別表示第 i 次沖擊速度下數(shù)值仿真 和試驗(yàn)得到的剩余速度，其數(shù)值越小表示預(yù)測的精 度越高。因此可以發(fā)現(xiàn)，WMJC 斷裂準(zhǔn)則預(yù)測的彈 體剩余速度與試驗(yàn)結(jié)果更為接近，如表 3 所示。 此外，存在一個(gè)臨界沖擊速度值，使得彈體剛 好穿透靶板，將此臨界速度稱為彈道極限速度，其 作為衡量靶板抗沖擊性能的重要參數(shù)。利用 Recht-Ipson(R-I)公式[23]對(duì)彈體初始與剩余速度進(jìn)行 最小二乘法擬合獲得，R-I 公式如下所示
式中，a 和 p 為模型參數(shù)，a=mp/(mp+mpl)，其中 mp為彈體質(zhì)量，mpl 為沖塞質(zhì)量，因此平頭彈和半球形
頭彈沖擊下，0<a<1，卵形頭彈沖擊下，a=1；而 p的取值一般大于 2[24]。vbl 為彈道極限速度。
各彈體的擬合結(jié)果如表 3 和圖 5 所示，兩種 斷裂準(zhǔn)則預(yù)測的平頭彈體的彈道極限速度最低， 其次為半球形頭彈體，而卵形頭彈體最高。MJC 斷裂準(zhǔn)則預(yù)測的平頭彈體、半球形頭彈體和卵形 頭彈體的彈道極限相比試驗(yàn)結(jié)果分別高出20.4%、17.4%和 5.6%，而 WMJC 預(yù)測的結(jié)果與 試驗(yàn)值十分接近，均在 4%以內(nèi)。因此，在計(jì)算 不同頭部形狀的彈體沖擊 6061-T651 鋁合金板 時(shí)，WMJC 斷裂準(zhǔn)則計(jì)算出的彈道極限比 MJC 斷裂準(zhǔn)則更加準(zhǔn)確。
能量吸收率 Ea 作為衡量靶板抗沖擊性能的另 一個(gè)重要參數(shù)，可以有效表示靶板在不同沖擊速度 下的防護(hù)性能。
展開 彈體高速撞擊擋風(fēng)玻璃的FEM-SPH仿真對(duì)比分析
彈體高速撞擊擋風(fēng)玻璃的FEM-SPH仿真對(duì)比分析
1選題意義：高速彈體侵徹的顯示動(dòng)力學(xué)仿真已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了透徹的研究，按照侵徹目標(biāo)體建模采用的算法可分為彈體侵徹FEM目標(biāo)體、彈體侵徹SPH目標(biāo)體。FEM算法由于計(jì)算效率高、邊界條件易于處理而得到廣泛應(yīng)用，采用SPH算法能夠更加準(zhǔn)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(xué)研究中。本文針對(duì)于此，分別采用FEM SPH算法建立了高速彈體沖擊擋風(fēng)玻璃的仿真建模，對(duì)比了兩種不同建模方法實(shí)現(xiàn)沖擊擋風(fēng)玻璃后損失形貌與實(shí)際形貌的準(zhǔn)確度，總結(jié)了FEM與SPH算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最后對(duì)此類侵徹問題的發(fā)展趨勢(shì)做出了展望。
2有限元方法分析
2.1模型假設(shè)及建立
彈體高速沖擊擋風(fēng)玻璃的模型中，玻璃相對(duì)彈體可以看成無限大平面，外，模型假設(shè)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(jì)算量。彈體及玻璃平面模型較為簡單，本文直接在ANSYS中進(jìn)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(jì)算結(jié)果。因此對(duì)玻璃平面劃分區(qū)域后，按照區(qū)域進(jìn)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(diǎn)，對(duì)四分之一玻璃邊界區(qū)域網(wǎng)格控制同樣需要精密一點(diǎn)，避免邊界應(yīng)力集中，在遠(yuǎn)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(jié)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(jìn)行其他在ANSYS中較為容易的前處理設(shè)置，如初始速度，求解時(shí)間，能量控制，輸入接觸力等，對(duì)于接觸設(shè)置，邊界條件設(shè)置等其他較為復(fù)雜的可以在LSPP中完成。（個(gè)人認(rèn)為LSPP中對(duì)接觸，邊界條件的設(shè)置較為簡單）。
展開 鋁合金裝甲應(yīng)用背景
為提高裝甲抗沖擊性能，當(dāng)前世界各國的步兵戰(zhàn)車普遍開始了重型化的發(fā)展趨勢(shì)，但隨之而來的是車輛機(jī)動(dòng)性的減弱。在面對(duì)裝甲車輛機(jī)動(dòng)性和防護(hù)性能之間的矛盾時(shí)，鋁合金裝甲因其比強(qiáng)度高于一般合金鋼，能夠達(dá)到較好的均衡性。裝甲材料性能要求不僅僅是在受到彈體沖擊時(shí)必須具備的抗沖擊性能，還要求有抗板后破碎的綜合性能，也就是不但要防止被擊穿，還要防止碎裂。因此，需要對(duì)鋁合金板在彈體沖擊下的彈道極限和失效模式進(jìn)行分析，采用的方法大致可分為實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬三種。
基于LS-DYNA的平頭彈沖擊間隙雙層靶數(shù)值模擬
在本文數(shù)值模擬中，靶板采用Johnson-Cook（JC）強(qiáng)度模型和累積損傷失效模型來描述靶材的力學(xué)性能，彈體材料模型服從Von Mise屈服準(zhǔn)側(cè)，采用雙線等向強(qiáng)化模型。本文中靶板材料的具體數(shù)值如下圖所示：
為簡化計(jì)算，彈體材料模型選用LS-DYNA中的20號(hào)剛體材料本構(gòu)模型。
2.2彈靶有限元模型
本文所采用雙層靶的有限元模型如下圖所示，靶體直徑為100，每層的厚度為0.5，層間間隙為2.3；彈體為圓柱形，直徑為2.8，彈長4。彈體和靶板網(wǎng)格均用Lagrange映射網(wǎng)格方法劃分為六面體單元，為提高計(jì)算精度，在靶體圓心處（即彈體沖擊位置）及附近區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行加密。
2.3 其他求解條件設(shè)置
求解之前，需要設(shè)置模型的邊界條件、沖擊速度等，具體內(nèi)容參考下圖。
由于本模型為對(duì)稱模型，計(jì)算中可進(jìn)一步簡化為1/4模型進(jìn)行計(jì)算，在對(duì)稱邊界上施加對(duì)稱約束，在靶板邊界處施加非反射邊界，以此來模擬無限大靶板。
彈靶之間采用如下圖所示的三維面對(duì)面侵蝕接觸算法
除此之外，還要設(shè)置模型的終止計(jì)算時(shí)間以及結(jié)果輸出的時(shí)間間隔。
模型設(shè)置完成之后即可導(dǎo)出K文件，并利用ANSYS中的LS-DYNA求解器進(jìn)行求解。
3、數(shù)值結(jié)果分析
以上為雙層靶板受平彈沖擊后米塞斯應(yīng)力隨時(shí)間的變化展示。可以看出，頂層靶板首先被彈體沖擊發(fā)生擊穿現(xiàn)象，應(yīng)力響應(yīng)隨時(shí)間向周圍擴(kuò)展，并且與平彈底部接觸的靶板單元發(fā)生整體脫落進(jìn)而作用到底層靶板，底層靶板首先因受到脫落碎屑的沖擊而產(chǎn)生應(yīng)力，但是這種沖擊載荷較小未使靶板失效，隨后平彈的繼續(xù)沖擊作用于底層靶板，最終導(dǎo)致靶板發(fā)生擊穿。
展開 
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(duì)鋼靶材的侵徹在軍工防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，鋼靶材侵徹的破壞情況與彈體的變形程度對(duì)理解高速侵徹的作用機(jī)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(yīng)力應(yīng)變、沖擊中的能量變化及計(jì)算精度，得出了鋼靶材的應(yīng)力圍繞沖擊中心圓形擴(kuò)散，靶材邊界處的應(yīng)力效應(yīng)也得到消除，無應(yīng)力反彈現(xiàn)象出現(xiàn)；仿真繼續(xù)得出靶材的最大失效應(yīng)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(yán)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(dá)2.29 cm；文末最后亦提供了基于SPH算法的靶材侵徹結(jié)果，通過采用局部SPH粒子細(xì)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(jié)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 【12月14-17日 南京】結(jié)構(gòu)振動(dòng)、跌落、沖擊與疲勞壽命計(jì)算高級(jí)工程應(yīng)用
結(jié)構(gòu)振動(dòng)、跌落、沖擊與疲勞壽命計(jì)算高級(jí)工程應(yīng)用
25個(gè)實(shí)例模型課程中人手一機(jī)操作指導(dǎo)
案例01、自定義材料和材料庫的建立、調(diào)用演示實(shí)例
案例02、材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入及曲線擬合
案例03、利用運(yùn)動(dòng)副連接的活塞機(jī)構(gòu)計(jì)算
案例04、復(fù)雜裝配體的網(wǎng)格劃分技巧
案例05、旋轉(zhuǎn)飛輪的振動(dòng)特性分析
案例06、機(jī)架的振動(dòng)特性分析
案例07、彈簧振子系統(tǒng)振動(dòng)分析
案例08、鋼結(jié)構(gòu)的模態(tài)計(jì)算
案例09、考慮升力的機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)計(jì)算
案例10、橡膠支撐的非線性模態(tài)分析
案例11、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)計(jì)算
案例12、結(jié)構(gòu)多激勵(lì)的諧響應(yīng)計(jì)算
案例13、泰勒桿沖擊的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
案例14、齒輪動(dòng)力學(xué)計(jì)算
案例15、響應(yīng)譜數(shù)據(jù)的生成方法
案例16、電子產(chǎn)品支撐架的響應(yīng)譜計(jì)算
案例17、電路板的隨機(jī)振動(dòng)分析
案例18、結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算
案例19、多連桿機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈戏治?案例20、電路板的跌落分析
案例21、點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)沖擊失效分析
案例22、泰勒桿沖擊
案例23、高速彈體沖擊侵徹失效計(jì)算
案例24、車輪與路基的碰撞分析
案例25、梁結(jié)構(gòu)固有頻率優(yōu)化
課程差異化
1專注CAE仿真計(jì)算，13年大量的工程案例積累
2、7000多學(xué)員反饋、提煉的精選內(nèi)容與實(shí)例，形成的版權(quán)課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項(xiàng)目案例庫
專家團(tuán)隊(duì)
寧老師，首席專家，畢業(yè)于西安交通大學(xué)、力學(xué)博士，多年上市機(jī)械企業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人，17年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項(xiàng)目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，開發(fā)有限元軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)時(shí)程分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分分析
展開 技術(shù)鄰周報(bào)Q10：Abaqus/尺寸/isight/彈塑性/Ansys/溫度場/CFD/試驗(yàn)/LS-DYNA...
11、彈體高速撞擊擋風(fēng)玻璃的FEM-SPH仿真對(duì)比分析
作者：
豐_6487
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1813525
高速彈體侵徹的顯示動(dòng)力學(xué)仿真已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了透徹的研究，按照侵徹目標(biāo)體建模采用的算法可分為彈體侵徹FEM目標(biāo)體、彈體侵徹SPH目標(biāo)體。FEM算法由于計(jì)算效率高、邊界條件易于處理而得到廣泛應(yīng)用，采用SPH算法能夠更加準(zhǔn)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(xué)研究中。本文針對(duì)于此，分別采用FEM SPH算法建立了高速彈體沖擊擋風(fēng)玻璃的仿真建模，對(duì)比了兩種不同建模方法實(shí)現(xiàn)沖擊擋風(fēng)玻璃后損失形貌與實(shí)際形貌的準(zhǔn)確度，總結(jié)了FEM與SPH算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最后對(duì)此類侵徹問題的發(fā)展趨勢(shì)做出了展望。
12、【零基礎(chǔ)】入門Abaqus
作者：
USim
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c17481
本課程是【零基礎(chǔ)】入門Abaqus的視頻課程，希望對(duì)剛接觸Abaqus的朋友們會(huì)有幫助。
13、LS-DYNA常用單元公式選擇指南
作者：
上海安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1813667
在進(jìn)行跌落產(chǎn)品有限元仿真時(shí)，根據(jù)模型的網(wǎng)格類型選擇單元類型，是整個(gè)仿真模型設(shè)置中重中之重，ANSYS LS-DYNA中存在47種實(shí)體單元公式、42種殼單元公式以及多種不同單元類型，所以，用戶在選擇單元類型時(shí)，存在許多疑問或者疑惑。而正確選擇單元，可以明顯地提高計(jì)算效率以及仿真模型與試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)標(biāo)的準(zhǔn)確度，且減少不必要的錯(cuò)誤或避免計(jì)算不收斂的問題。
展開 【1月11-13日 西安 斯姆勒】結(jié)構(gòu)振動(dòng)、跌落、沖擊與疲勞壽命計(jì)算高級(jí)工程應(yīng)用
工程實(shí)例：點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)沖擊失效分析
碰撞沖擊分析（顯式動(dòng)力學(xué)）
掌握碰撞沖擊的分析技巧及前后處理技術(shù)
1.顯式動(dòng)力學(xué)單元算法
2.工程結(jié)構(gòu)的連接和接觸
3.載荷和邊界條件的施加方法
4.K文件的組織結(jié)構(gòu)和修改
5.ls-prepost介紹及使用
6. 工程實(shí)例：泰勒桿沖擊
7.工程實(shí)例：高速彈體沖擊侵徹失效計(jì)算
8. 工程實(shí)例：車輪與路基的碰撞分析
動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
掌握結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法和技巧
1.優(yōu)化設(shè)計(jì)簡介 2.優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用術(shù)語
3.直接優(yōu)化方法
4.基于響應(yīng)面法的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.工程實(shí)例-梁結(jié)構(gòu)固有頻率優(yōu)化
備注
1.課程期間由宏新環(huán)宇統(tǒng)一安排電腦；
2.開課前老師會(huì)針對(duì)學(xué)員反饋的技術(shù)問題進(jìn)行分析，對(duì)共性問題在課堂中老師會(huì)與學(xué)員共同分析探討、個(gè)性問題將在課下單獨(dú)交流。
六、培訓(xùn)費(fèi)用：
1、3980元/人，住宿可統(tǒng)一安排，費(fèi)用自理。
2、持本人學(xué)生證享有8.5折優(yōu)惠；一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名2人享有9折優(yōu)惠； 一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠。
3、內(nèi)訓(xùn)與項(xiàng)目咨詢服務(wù)：針對(duì)企業(yè)實(shí)際工程問題，結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)目標(biāo)設(shè)計(jì)方案，帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同項(xiàng)目攻關(guān)，同時(shí)提升技術(shù)團(tuán)隊(duì)的技能，貼近企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略和人才培養(yǎng)工程。
4、通過技術(shù)鄰成功參加培訓(xùn)的用戶返現(xiàn)100元（50元現(xiàn)金+50元技術(shù)鄰課程抵用券）。
展開 學(xué)ABAQUS流固耦合總卡殼？技術(shù)鄰幫不同身份用戶解決 “專屬痛點(diǎn)”
研究生常見痛點(diǎn)
1) 痛點(diǎn) 1：課題涉及流固耦合，但沒接觸過 ABAQUS，不知道從哪里開始建模；
2) 痛點(diǎn) 2：仿真結(jié)果與預(yù)期不符，比如 “彈體入水沖擊壓力算出來是實(shí)際的 2 倍”，卻找不到原因；
3) 痛點(diǎn) 3：時(shí)間緊，論文 deadline 臨近，沒時(shí)間慢慢摸索，急需快速出數(shù)據(jù)。
2. 技術(shù)鄰針對(duì)性解決方案
1) 低門檻入門，不用 “啃厚書”：不用先學(xué)半年理論，講師直接以你的課題模型（如 “深水管道滲流耦合”“自由表面水動(dòng)力仿真”）為核心，從 “導(dǎo)入幾何模型→設(shè)置材料參數(shù)” 一步步教，甚至幫你簡化復(fù)雜模型（如 “將不規(guī)則管道簡化為規(guī)則形狀，不影響核心結(jié)果”），1-2 天就能上手；
2) 幫你 “校準(zhǔn)” 結(jié)果，避免數(shù)據(jù)無效：講師會(huì)先幫你完成一次正確的仿真，出具包含數(shù)據(jù)圖表的報(bào)告（如 “彈體入水沖擊壓力峰值 1.2e5Pa，與實(shí)驗(yàn)誤差 < 5%”），再教你 “怎么復(fù)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果”，告訴你 “哪個(gè)參數(shù)設(shè)錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏差”（如 “流體密度設(shè)成 100kg/m3，實(shí)際該設(shè) 1000kg/m3”）；
3) 適配論文需求，教你處理數(shù)據(jù)：不僅教建模，還教你如何提取論文需要的數(shù)據(jù)（如 “沖擊壓力 - 時(shí)間曲線”“結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布云圖”），甚至指導(dǎo)圖表制作規(guī)范（如 “標(biāo)注單位、顏色條范圍”），讓數(shù)據(jù)直接能用在論文里。
二、企業(yè)工程師：怕 “項(xiàng)目搞不定影響業(yè)績”？技術(shù)鄰幫你高效解決工程難題
1. 企業(yè)工程師常見痛點(diǎn)
1) 痛點(diǎn) 1：公司項(xiàng)目涉及流固耦合（如 “汽車剎車熱耦合”“管道流體沖擊”），但自己沒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，怕做砸了影響晉升；
2) 痛點(diǎn) 2：仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)不上，比如 “剎車盤最高溫度算出來 350℃，實(shí)驗(yàn)只有 280℃”，客戶不認(rèn)可；
3) 痛點(diǎn) 3：時(shí)間緊，項(xiàng)目有交付周期，沒時(shí)間慢慢試錯(cuò)，需要快速出可靠結(jié)果。
2.
展開 哪家ABAQUS流固耦合課程權(quán)威？首選技術(shù)鄰，實(shí)力鑄就專業(yè)
三、權(quán)威保障：覆蓋全技術(shù)方案，適配多行業(yè)需求
流固耦合場景復(fù)雜，不同行業(yè)、不同問題需要不同技術(shù)方案 —— 技術(shù)鄰課程全面覆蓋 ABAQUS 流固耦合 3 大類核心技術(shù)，確保對(duì)各類工程問題的“權(quán)威性解決能力”：
技術(shù)方案
適用場景
權(quán)威保障亮點(diǎn)
本地耦合（基于 ABAQUS/CFD）
基礎(chǔ)流固耦合分析（如共軛傳熱），需適配 6.10-2016 版本
針對(duì)版本限制提供專屬操作技巧，搭配實(shí)際案例演示，確保低版本軟件也能高效完成分析
多物理場（基于 CEL/SPH/ALE）
高速流體沖擊、彈體入水、波浪船體耦合等復(fù)雜場景
拆解網(wǎng)格劃分、自由表面處理、邊界條件優(yōu)化等核心難點(diǎn)，提供航天級(jí)項(xiàng)目的建模思路
協(xié)同仿真（基于 MpCCI/CSE）
大型風(fēng)場分析、橋梁渦激振動(dòng)、跨軟件聯(lián)合仿真（如對(duì)接 STAR-CCM+/Fluent）
詳解 MpCCI 平臺(tái)操作、CSE 接口調(diào)用，結(jié)合 “虎門大橋渦激振動(dòng)” 等標(biāo)桿項(xiàng)目，傳授協(xié)同仿真的工程化方法
綜上，技術(shù)鄰 ABAQUS 流固耦合課程的權(quán)威，不是靠宣傳，而是靠 “能解決實(shí)際問題、能教會(huì)核心技能、能保障長期效果” 的硬實(shí)力。無論你是高校科研人員、企業(yè)工程師，還是需要突破技術(shù)瓶頸的 CAE 從業(yè)者，選擇技術(shù)鄰，就是選擇 “專業(yè)、可靠、能落地” 的權(quán)威培訓(xùn)。
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