靶板沖擊的案例
預制破片沖擊靶板數值仿真 ￥500
利用后處理軟件對關鍵幀中的預制破片進行提取，重新生成K文件，借助重啟動算法對預制破片沖擊靶板進行數值仿真。其中靶板包括金屬板和金屬管。
預制破片沖擊金屬靶板 ￥500
利用后處理軟件對關鍵幀中的預制破片進行提取，重新生成K文件，借助重啟動算法對預制破片沖擊金屬板進行數值仿真
沖擊波和破片聯合作用PE靶板
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展開 沖擊波和破片對靶板的聯合毀傷效應
沖擊波和破片對靶板的聯合毀傷效應
基于不同斷裂準則的 6061-T651 鋁合金板抗沖擊性能數值仿真研究
其表達式如下所示
從圖 6 中可以看出，當彈體貫穿靶板后，隨著 沖擊速度的增大，靶板的能量吸收率會不斷減小， 即其抗沖擊性能會逐漸減弱。此外，靶板對卵形頭 彈體的能量吸收率最高，其次是半球形頭，平頭彈 的最差。
2.2 靶板沖擊失效模式
在圖 7 給出了彈體以不同速度沖擊靶板的失效 模式。當平頭彈體沖擊靶板時，WMJC 斷裂準則預 測到靶板產生一個完整的剪切沖塞，這與試驗結果 基本相同。但是，MJC 斷裂準則預測出靶板產生的 沖塞并不完整，而是碎裂成三塊；并且當沖擊速度 略高于彈道極限時，在靶板彈孔周圍會產生三條明 顯的徑向長裂紋，如圖 7a 所示。 當半球形頭彈體以高于彈道極限的速度沖擊靶 板時，WMJC 斷裂準則預測到靶板會產生一個前端 直徑略小于后端直徑的帽狀沖塞，并在靶板背部的 彈孔周圍出現花瓣開裂現象。但是，MJC 斷裂準則 預測出，靶板除產生一個前端直徑略大于后端直徑 的沖塞外，在靶板背部的彈孔周圍也出現了花瓣開 裂現象，并且靶板發生了很明顯的拉伸撕裂，并產 生了幾條明顯的徑向裂紋。而在試驗中，觀察到靶 板只產生了一個前端直徑略小于后端直徑的帽狀 沖塞。
卵形頭彈體以高于彈道極限的速度沖擊靶板 時，WMJC 斷裂準則預測到，靶板背面在雙軸拉 伸應力的作用下產生了花瓣開裂現象；且在彎曲 應力的作用下，花瓣根部會沿 45°方向發生剪切 斷裂，這與試驗結果基本相同。不過，MJC 斷裂 準則預測到靶板正面產生了徑向裂紋，且在靶板 背部同樣出現了花瓣開裂現象，但花瓣完整根部 沒有產生裂紋，這說明 MJC 斷裂準則高估了材料 的延性。
展開 利用LSDYNA完全重啟動技術對同一個靶板進行多次反復爆炸沖擊
4，進行第二次前處理并輸出2.k文件
同孔重復爆炸過程數值模擬模型采用錯位法建立，內容包括炸藥、空氣域、殼體、靶板部分采用重啟動方法，沿用單次爆炸結果。其中炸藥、空氣等流體需要雙份，同時把第一次前處理的炸藥空氣移位。重新進行前處理，重新輸出2.k文件。2.k中有2個炸藥，2個空氣域，還有靶板等固體模型。
對2.k文件進行修改，包括應力初始化靶板，刪除第一次的炸藥空氣part，以及流固耦合設置等。
寧老師CAE案例賞析：Ls dyna光滑粒子法(SPH)的沖擊靶板仿真分析
前處理都采用ANSYS WORKBENCH LS ＤＹＮＡ進行建模和設置
靶體采用JC本構+JC失效模式+GRUNEISEN狀態方程，光滑粒子法建模
*MAT_JOHNSON_COOK
$ ID ro G E pr dtf vp rateop
2 7830 7.7E+10 2.079E+11 0.35 0 0 0
$ A B N C m tm tr epso
792000000 510000000 0.26 0.014 1.03 1793 22 1
$ cp pc spall it d1 d2 d3 d4
4.77E-10 0 0 0 0.8 0 0 0
$ d5 c2p unused
0 0
*EOS_GRUNEISEN
$ ID c
展開 基于LS-DYNA的平頭彈沖擊間隙雙層靶數值模擬
彈體和靶板網格均用Lagrange映射網格方法劃分為六面體單元，為提高計算精度，在靶體圓心處（即彈體沖擊位置）及附近區域的網格進行加密。
2.3 其他求解條件設置
求解之前，需要設置模型的邊界條件、沖擊速度等，具體內容參考下圖。
由于本模型為對稱模型，計算中可進一步簡化為1/4模型進行計算，在對稱邊界上施加對稱約束，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面侵蝕接觸算法
除此之外，還要設置模型的終止計算時間以及結果輸出的時間間隔。
模型設置完成之后即可導出K文件，并利用ANSYS中的LS-DYNA求解器進行求解。
3、數值結果分析
以上為雙層靶板受平彈沖擊后米塞斯應力隨時間的變化展示。可以看出，頂層靶板首先被彈體沖擊發生擊穿現象，應力響應隨時間向周圍擴展，并且與平彈底部接觸的靶板單元發生整體脫落進而作用到底層靶板，底層靶板首先因受到脫落碎屑的沖擊而產生應力，但是這種沖擊載荷較小未使靶板失效，隨后平彈的繼續沖擊作用于底層靶板，最終導致靶板發生擊穿。本模型能夠較為準確地模擬出平彈沖擊靶板的真實效果，能夠為相關內容提供思路和參考。
展開 基于Conwep-ALE爆炸加載 ￥99
本算例中，考慮0.1kg炸藥在1m處爆炸對于靶板的作用，考慮靶板側邊沖擊波繞射情況。采用Conwep+ALE方式進行加載，計算空氣與為0.8*0.6*0.2m，靶板長寬為0.5m。
計算結果如下：
長桿彈侵徹復合靶板案例 ￥60
長桿彈侵徹復合型靶板是近年來沖擊動力學與防護工程技術等相關領域研究的重點與熱點問題。在彈靶作用過程中，常常涉及材料的大變形及損傷失效等復雜力學過程，在數值仿真中常存在諸多問題。下面針對一些常見論文中出現的典型靶板結構，基于ls-dyna求解器進行彈靶作用過程的技術可行性驗證。
1 模型介紹與結果展示
柱形長桿狀彈丸侵徹陶瓷/金屬/纖維層合板復合靶板。為有效縮短模型計算時長，達到小模型驗證技術可行性的目的。采用四分之一模型，整個模型最小網格約為0.4cm。求解的自動時間增量與單元最小尺寸相關，網格尺寸越大，計算效率越高，如計算實際工程模型時此處網格尺寸可能不具備參考價值，但本例主要是對彈丸侵徹復合靶板的技術可行性驗證進行討論，不對單元尺寸對計算精度的影響做過多分析。
1.1 模型介紹
彈丸長10cm，半徑4cm；靶板長、寬均為25cm，陶瓷厚3cm，金屬鋁板厚3cm，纖維層合板總厚度也為3cm，分為三層，每一層由兩層單元組成。靶板僅中心區域進行加密。模型如下圖所示。
經典的有限單元法針對大變形和單元刪除問題的計算雖有一定的局限性，但計算效率高。并且將此模型完全理解，如想進一步采用粒子法進行相應問題的求解僅需更改相關的粒子法關鍵字即可。
本例改進后將彈丸、陶瓷及金屬靶板中心區域采用SPH粒子，其它與原模型一致。模型如下圖所示。
1.2 邊界條件
彈丸侵徹速度1500 m/s。模型做四分之一邊界約束。僅纖維層合板邊角做鉸支約束，陶瓷和金屬板采用界面力的方式粘接在層合板上。
展開 爆炸仿真又一利器ANSYS AUTODYN介紹 附AUTODYN工程動力分析及應用實例下載
圖3為Remap技術在水下爆炸中的應用，首先建立球對稱一維楔形爆轟模型以計算沖擊波的傳播，然后再Remap到三維模型中繼續計算沖擊波的傳播以及與結構的相互作用。
圖3 ANSYS AUTODYN的 Remap技術在水下爆炸中的應用
部件（PART）激活、抑止技術
艦載設備抗沖擊安全性的強弱直接影響艦船的戰斗力和生命力。沖擊波和氣泡脈動、空泡水錘效應等對艦船結構的影響是瞬間的，而設備在沖擊載荷下的響應時間卻是很長的，達到幾秒或十幾秒；另一方面，當我們獲得船體的沖擊載荷后再研究設備的抗沖擊性能，水的存在對計算結果的影響微乎其微。因此，我們有必要在某個時刻把流體這個部件抑止，不讓其參與計算，從而提高計算效率。ANSYS AUTODYN利用這種激活技術以減少整個有限元模型的計算時間。圖4為射流對靶板結構的沖擊模擬，在射流形成前靶板被抑止，當射流形成并將到達靶板時，靶板被激活。
圖4 ANSYS AUTODYN的部件激活、抑止技術
豐富的材料模式及材料庫
通常，材料在動態載荷下的響應非常復雜，比如：
* 非線性壓力響應
* 應變及應變率硬化
* 熱軟化
* 各向異性材料屬性
* 拉伸失效
* 復合材料破壞
根據不同問題，ANSYS AUTODYN 提供了狀態方程、強度模型、失效/破壞模型、侵蝕模型等多種材料模型 供用戶來模擬材料的動態響應行為。
此外，ANSYS AUTODYN內嵌有近300種軍工行業常用的材料，如：空氣、鋁、鐵、硅、銅、黃金、各種合金屬、炸藥、沙子、水、玻璃、橡膠、尼龍、混凝土等，這些材料均有現成的參數，無需用戶再定義，為用戶提供了極大的方便。
展開 
復合材料低速沖擊插件：基于ASTM D7136標準自動化建模（Composite Impact Auto?Builder）
低速沖擊模型-網格劃分</p><p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(61, 167, 66);">2.4 標準試驗邊界條件的復現</strong></p><p class="ql-align-justify"> 插件內置符合 ASTM D7136 規范的邊界模型。一鍵生成的剛體承載支座包含 125×75mm 的矩形窗口，有限元模型中通過約束支座參考點實現固定。層合板四邊的約束條件設置為非完全固支：約束面內位移 U1、U2 以及三個轉動自由度 UR1、UR2、UR3，但釋放法向位移 U3，從而還原靶板在沖擊載荷下的實際彎曲變形形態。</p><p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(61, 167, 66);">2.5 接觸、載荷與分析步自動化</strong></p><p class="ql-align-justify"> 插件自動定義沖頭與上表面、各層間界面以及下表面與支座之間的接觸關系，統一使用罰函數摩擦系數 0.3，法向硬接觸。沖擊速度通過預定義場賦予沖頭（初始速度沿法向負方向，默認 4430 mm/s，對應約 10 J 能量示例，用戶可調）。分析步采用顯式動力學，時間周期默認 0.01 s，場輸出包含應力 S、應變 E、位移 U、損傷變量 SDEG 和 DMICRT、狀態變量 SDV 及 STATUS，歷史輸出請求接觸面法向力 CFN3，便于后處理中快讀提取力?時間/位移曲線。
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圖3為Remap技術在水下爆炸中的應用，首先建立球對稱一維楔形爆轟模型以計算沖擊波的傳播，然后再Remap到三維模型中繼續計算沖擊波的傳播以及與結構的相互作用。
圖3 ANSYS AUTODYN的 Remap技術在水下爆炸中的應用
部件（PART）激活、抑止技術
艦載設備抗沖擊安全性的強弱直接影響艦船的戰斗力和生命力。沖擊波和氣泡脈動、空泡水錘效應等對艦船結構的影響是瞬間的，而設備在沖擊載荷下的響應時間卻是很長的，達到幾秒或十幾秒；另一方面，當我們獲得船體的沖擊載荷后再研究設備的抗沖擊性能，水的存在對計算結果的影響微乎其微。因此，我們有必要在某個時刻把流體這個部件抑止，不讓其參與計算，從而提高計算效率。ANSYS AUTODYN利用這種激活技術以減少整個有限元模型的計算時間。圖4為射流對靶板結構的沖擊模擬，在射流形成前靶板被抑止，當射流形成并將到達靶板時，靶板被激活。
圖4 ANSYS AUTODYN的部件激活、抑止技術
豐富的材料模式及材料庫
通常，材料在動態載荷下的響應非常復雜，比如：
* 非線性壓力響應
* 應變及應變率硬化
* 熱軟化
* 各向異性材料屬性
* 拉伸失效
* 復合材料破壞
根據不同問題，ANSYS AUTODYN 提供了狀態方程、強度模型、失效/破壞模型、侵蝕模型等多種材料模型 供用戶來模擬材料的動態響應行為。
此外，ANSYS AUTODYN內嵌有近300種軍工行業常用的材料，如：空氣、鋁、鐵、硅、銅、黃金、各種合金屬、炸藥、沙子、水、玻璃、橡膠、尼龍、混凝土等，這些材料均有現成的參數，無需用戶再定義，為用戶提供了極大的方便。
展開 ANSYS AUTODYN在水下爆炸模擬中的應用
圖3為Remap技術在水下爆炸中的應用，首先建立球對稱一維楔形爆轟模型以計算沖擊波的傳播，然后再Remap到三維模型中繼續計算沖擊波的傳播以及與結構的相互作用。
圖3 ANSYS AUTODYN的 Remap技術在水下爆炸中的應用
部件（PART）激活、抑止技術
艦載設備抗沖擊安全性的強弱直接影響艦船的戰斗力和生命力。沖擊波和氣泡脈動、空泡水錘效應等對艦船結構的影響是瞬間的，而設備在沖擊載荷下的響應時間卻是很長的，達到幾秒或十幾秒；另一方面，當我們獲得船體的沖擊載荷后再研究設備的抗沖擊性能，水的存在對計算結果的影響微乎其微。因此，我們有必要在某個時刻把流體這個部件抑止，不讓其參與計算，從而提高計算效率。ANSYS AUTODYN利用這種激活技術以減少整個有限元模型的計算時間。圖4為射流對靶板結構的沖擊模擬，在射流形成前靶板被抑止，當射流形成并將到達靶板時，靶板被激活。
圖4 ANSYS AUTODYN的部件激活、抑止技術
豐富的材料模式及材料庫
通常，材料在動態載荷下的響應非常復雜，比如：
* 非線性壓力響應
* 應變及應變率硬化
* 熱軟化
* 各向異性材料屬性
* 拉伸失效
* 復合材料破壞
根據不同問題，ANSYS AUTODYN 提供了狀態方程、強度模型、失效/破壞模型、侵蝕模型等多種材料模型 供用戶來模擬材料的動態響應行為。
此外，ANSYS AUTODYN內嵌有近300種軍工行業常用的材料，如：空氣、鋁、鐵、硅、銅、黃金、各種合金屬、炸藥、沙子、水、玻璃、橡膠、尼龍、混凝土等，這些材料均有現成的參數，無需用戶再定義，為用戶提供了極大的方便。
展開 基于結構化sale方法的爆炸沖擊流固耦合研究
12.結果分析
通過計算，炸藥起爆，沖擊靶板，靶板變形應力等效果如下圖所示。
