土中爆炸的案例
土中爆炸
土中爆炸
SPH爆炸分析——基于LS-DYNA
研究背景
模型爆炸沖擊效應的計算一直是計算力學中的難題，涉及到高壓力、高應變率以及材料的破壞等問題，需要模擬裂縫的擴展，跟蹤邊界的發展[(i1，而傳統的計算方法如有限元法、有限差分法都依賴于網格，不適于處理與原網格線不相符的不連續問題，這些固有特點限制了它們在模擬爆炸沖擊效應問題中的應用。為了克服或消除上述種種限制，人們從20世紀70年代中期開始試圖設計新一代的數值方法—無網格方法。到目前為止，已出現了多種無網格數值方法，其中光滑質點動力學法(SPH-Smooth Particle Hydrody-rocs)是提出最早發展較突出的一種方法。由于SPH法不用網格，沒有網格畸變問題，所以能夠處理爆炸沖擊類引起的大變形問題，同時，SPH法允許存在材料界面，可以簡單而精確地實現復雜的本構行為，也能夠模擬爆炸或沖擊所導致的成坑、侵徹和震塌等破壞現象。
1977年，Lucy和Gingold等人提出了SPH的基本方法，最初是應用于天文物理學和宇宙學問題，但直 到20世紀90年代，隨著理論研究的發展和實際應用的擴展，SPH法才被廣泛承認(z-sl，進人了成熟期。本文采用Is-dyna3d程序，用有限元與SPH結合的方法，對'TNT裝藥在混凝土中爆炸成坑時的破壞過程進行模擬計算。
2.
展開 基于共節點算法的混凝土爆炸仿真
1工程背景
無論是在軍事還是民用領域，爆炸都有著極為廣泛的應用，如東風導彈部隊的戰斗模擬、金屬爆炸成型等。目前，對于爆炸動力學研究一般有兩種方法，即實驗與仿真。爆炸實驗模擬是對爆炸精確分析的較好手段，但通常成本高，花費精力大，用仿真的手段對爆炸過程進行模擬，擬合仿真數據與前人實驗結果比對驗證，也是獲得較為準確可靠的數據。對于爆炸過程模擬的常用方法有公用節點算法、接觸耦合算法及流固耦合算法等。但考慮到后兩種方法的計算時間較長（ALE算法計算效率較低）[1]，同時，本文經過多次仿真調試發現：流固耦合算法所得到的的計算結果對控制參數的取值十分敏感，得到的數字結果差距很大。因此，本文采用共節點算法來模擬炸藥在混凝土中的爆炸過程。
2模型建立
2.1模型分析
本文設想是將炸藥放入混凝土中心位置進行起爆，因此炸藥和混凝土整個模型可以看成是一個完全對稱的模型，因此，本文建立1/8模型，將炸藥單元建立在模型中心位置。炸藥單元與混凝土結構之間共節點算法定義連接。對于網格劃分，炸藥單元網格劃分密與混凝土結構。被爆炸物尺寸社設為1m3的立方體塊，炸藥尺寸較小，設置為5cm3的立方塊，簡化模型如圖1所示。
圖1共節點算法爆炸有限元模型
2.2炸藥、混凝土本構模型
炸藥本構采用LSDYNA提供的8號高爆炸藥本構模型*MAT_EXPLOSIVE_BURN，同時使用JWL狀態方程模擬炸藥爆炸過程中的壓力與體積的關系。炸藥本構參數和JWL狀態方程參數分別如表1、2所示。被爆炸物為混凝土材料，選用111號材料本構。
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