ansys爆炸沖擊仿真的案例
模型分享011——水下爆炸沖擊仿真 ￥29.9
在接觸模塊中，如果模型中還需要分析爆炸沖擊波對艦船、船塢以及其他結構體造成的損傷，還需要設置通用接觸，通用接觸（CEL分析只能用通用接觸）中摩擦屬性分別為法向硬接觸（Hard Contact）和切向的罰摩擦。
在載荷模塊中，首先設置的是模型整體的重力場，然后是對歐拉體的四個側面進行單方向的位移約束，以及底面的完全約束，防止模型中的水體流出邊界。最后是對整個歐拉體的材料屬性進行分配，此步驟是完成仿真的關鍵。通過預定義場中的材料分配功能，如下圖中所示，分別對歐拉體的材料進行分配，圖中左側的1表示歐拉體所賦予的材料屬性。
建模過程中，最后是對歐拉體的網格進行劃分，網格尺寸根據需要進行設置，如果計算機性能較好可以適當的增加網格數量。
最后對仿真模型進行計算，如下圖所示為計算后的仿真結果，通過模型的后處理功能，可以得到不同角度、不同視圖和不同物理場的仿真可視化結果。
水下爆炸點、爆炸氣泡、空氣域和水域圖
爆炸氣泡、蘑菇云和空氣場應力圖（主視圖）
爆炸氣泡、蘑菇云和空氣場應力圖（斜視圖）
水面應力波、波浪和水域應力圖（主視圖）
水面應力波、波浪和水域應力圖（斜視圖）
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仿真軟件ABAQUS 6.14-1
付費描述
水下爆炸沖擊仿真的仿真CAE文件
展開 爆炸與沖擊中的一些數值仿真方法
1 LSDYNA/Autodyn結果映射
對于一些大型的模型，如爆炸沖擊波對建筑物的破壞等。由于爆炸過程中網格的尺寸效應較為明顯，只有很小的網格采用較好的模擬爆炸初期的沖擊波，（網格大的話，沖擊波的壓力峰值會變得很低），但是由于計算機的性能有限，所以我們可以通過先建立1維或者2維的模型，然后通過將1維或者2維的結果導入到3維模型中，方便進行結果查看。如通過先進行2維爆炸的計算，生成map文件，然后用提取到3d模型中計算即可。
Figure 1 LS-DYNA中的二維結果映射到三維
Figure 2 Autodyn中一維結果映射到三維
還有一些情況如我們需要先用歐拉域計算一些爆炸結果，如金屬射流或者EFP等，等計算完成后需要提取結果對靶板進行侵徹，這個時候也可以通過結果映射，將前期計算的結果導入到模型中，完成計算。
Figure 3 射流的計算
Figure 4 射流結果提取并進行侵徹計算
2 網格填充及映射
在計算爆炸問題的時候，經常有一些異形炸藥的結構，其網格比較難以劃分，在autodyn和LS-dyna中都提供又基于一種幾何映射的網格劃分方式。對于dyna可以通過*initial_volume_fractioan_geometry進行幾何的映射。在autodyn中可以通過在歐拉域通過fill by part的操作進行模型網格的轉化。
展開 網格尺寸對爆炸沖擊仿真計算的一些影響
工況：
500g球形裝藥TNT炸藥在空氣中爆炸：（autodyn材料庫為TNT2材料），使用1D的楔形網格進行計算。其在1m出的沖擊波如下圖所示：
Figure 1計算模型
Figure 2 1D模型計算1m處不同網格尺寸大小對應的沖擊波壓力峰值
可以看出對于1維空氣中爆炸網格來說，網格尺寸為1mm時候能夠滿足基本的計算需求，網格大小為5mm及以上，其計算的結果較0.5mm網格有15%誤差，其網格為1mm的計算結果較0.5mm網格誤差為3%左右。不同的網格其到達壓力峰值的時間也略有區別，網格尺寸較小的話，計算較早到達壓力峰值。
2D網格中的計算：
通過采用歐拉域進行填充后的計算如下列圖所示，一次為5mm、2mm、1mm、0.5mm。隨著網格尺寸的減小其邊界擬合的越來越精確。
2D中的計算的不同網格尺寸爆炸后形成的圖：
Figure 3 2D模型計算1m處不同網格尺寸大小對應的沖擊波壓力峰值
2D的計算結果基本同1D一樣，采用1mm的網格可以滿足計算精度的要求。
計算結果正不正確，其實可以通過美學也是可以一窺究竟，如下圖是我覺得最美的。其結果也是比較好的。美的不一定是對的，但是不美的一定不對。
來源：賓果仿真
展開 爆炸沖擊波致肺損傷仿真模擬
<p><img src="https://img.jishulink.com/202311/imgs/a7af80353c6b498fae43addbf7b7138b.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202311/imgs/7d224b28249c4cb992d7b9114e9885c0.png"></p>
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ANSYS_LS-DYNA在爆炸與沖擊領域內的工程應用 PDF
ANSYS_LS-DYNA在爆炸與沖擊領域內的工程應用
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ANSYS_LS-DYNA在爆炸與沖擊領域內的工程應用.part3.rar
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結構動響應數值仿真
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結構動響應數值仿真
劉粟濤1，周云波1，張 明1，孫曉旺1，葉龍學2
(1.南京理工大學 機械工程學院， 南京 210094；2.中國艦船研究設計中心， 武漢 430064)
摘要：針對爆炸沖擊波與高速破片對車輛的聯合毀傷問題，采用光滑粒子流體動力學算法模擬榴彈在土壤中爆炸產生爆炸沖擊波與破片聯合作用下車輛底部結構的響應。進行爆炸沖擊鋼板試驗，分別采用傳統的任意拉格朗日歐拉算法和SPH算法分析在爆炸沖擊下鋼板的動能、內能和破壞形態，并驗證SPH算法的可行性；采用SPH算法對榴彈在車輛底部爆炸進行數值仿真，分析榴彈形成自然破片的過程、破片速度分布以及車輛底部防護結構的沖擊響應。仿真結果表明，淺埋榴彈爆炸產生的沖擊波先于破片作用于車底結構， 沖擊波作用效果為結構大變形，破片作用效果為結構局部破壞，并且SPH算法可應用于爆炸沖擊波與破片聯合作用下車底結構響應的研究，為車輛防護結構設計提供參考。
關鍵詞：試驗臺架；車輛底部結構；SPH算法；自然破片；數值仿真
1 引言
軍用地面車輛在戰場上面臨各式各樣的威脅，如埋雷、簡易爆炸 裝置(IED)和其他動能彈的威脅[1]。這些威脅通常攜帶裝在金屬外殼中的烈性炸藥。當炸藥爆炸時，產生的高壓使金屬外殼膨脹破碎，并形成自然破片以非常高的速度傳播，最終產生的沖擊波和高速自然破片撞擊軍用車輛，對車輛及乘員造成損傷。
整車實爆試驗是驗證車輛防護性能最直接有效的方法，但由于其危險性大、試驗成本高、試驗周期長、不可重復等原因，在進行車輛防護性能評估時，通常采用有限元仿真技術結合試驗的方法，預測軍用車輛在各式威脅下車輛的結構響應和車內乘員的損傷情況，并為后續車輛防護設計提供基礎[2]。
展開 爆炸與沖擊仿真到底該選ALE還是SPH？工程實踐中的真實選擇邏輯
原創 標簽：#CAE討論 #Explosion #FSI #SPHvsFEM
在爆炸仿真領域，一個長期爭論的問題是：
??
到底應該用 ALE，還是 SPH？
結合
PreSys
的實際項目經驗，這個問題沒有標準答案。
技術鄰周報Q8：Abaqus/試驗仿真/LS-DYNA/天線仿真/APDL/結構振動/Ansys/沖擊仿真
4、基于聯合建模的空心足球建模方法介紹及足球跌落仿真簡單示例
作者：
嗯哼_5038
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807998
本文深思了足球背后的幾何原理后，得出了一種其表面圖案建模的便捷方法，并利用Ansys WORKBENCH LS-DYNA軟件對足球跌落進行了趣味性的有限元分析，得出空心足球撞擊過程中整體表現出脆性、局部表現為回彈。本文仿真案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LS-DYNA、WORKBENCH LS-DYNA軟件建模分析方法參考。
5、淺談深圳賽格大廈的搖擺現象
作者：
王鑫敏
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808124
和虎門大橋一樣，深圳賽格大廈突然之間的擺動，牽動著全國人民的心，一時之間，霸占了諸多媒體的頭條。時隔月余，終不見公布造成擺動的原因，以我拙見，引君一觀，權當娛樂爾。
6、剛性小球高速沖擊陶瓷高腳杯仿真
作者：
鋮君之
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808137
眾所周知，沖擊速度影響被沖擊物體破壞的程度。但其實被沖擊物體的表面造型也影響著沖擊的破壞程度。為探究物體表面造型對沖擊破壞程度的影響，本文選擇具有對稱結構的高腳杯進行仿真分析，高腳杯的內外杯壁厚度及造型均不相同，當物體以一定速度沖擊杯壁時，杯壁本身可以形成對比分析。本文采用ANSYS LSDYNA進行了剛性小球高速、低速沖擊陶瓷高腳杯仿真，對比探討了沖擊速度對破壞程度的影響。
展開 Ansys LS-Dyna結構沖擊跌落仿真應用培訓
視頻簡介
電子產品、電動工具以及包裝類產品在實際使用過程中會存在意外跌落風險，跌落后產品功能是否正常、產品外觀是否損壞嚴重、內部連接是否失效等等這些都給設計提出了重大挑戰，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產品性能和洞悉產品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學分析軟件Ansys LS-Dyna對產品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
干貨視頻 | Ansys LS-Dyna結構沖擊跌落仿真應用培訓
視頻簡介
電子產品、電動工具以及包裝類產品在實際使用過程中會存在意外跌落風險，跌落后產品功能是否正常、產品外觀是否損壞嚴重、內部連接是否失效等等這些都給設計提出了重大挑戰，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產品性能和洞悉產品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學分析軟件Ansys LS-Dyna對產品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
包絡譜識別沖擊振動在Ansys軟件中如何仿真（一）
包絡譜法：當結構因為受到連續沖擊而振動時，用包絡譜法分析它的振動響應，就可以得出沖擊的頻率。在軸承監測中，軸承一旦損壞，會對軸承座產生周期性沖擊，采集軸承座的振動響應，進行包絡分析，可以立馬得出沖擊頻率，如果這個沖擊頻率和軸承商家提供的軸承故障頻率很接近，那么很有可能是軸承已經損壞。
筆者在Ansys軟件平臺下，使用APDL腳本語言：對一個結構進行連續沖擊激勵，然后提取結構上某點的振動響應，利用包絡譜法分析該振動響應，果然提取出了沖擊頻率。本文具有一定水準。
---建模
FINISH$/CLEAR !清空
/FILNAME,THE RESPONSE !文件名字
/TITLE,SHELL181 !標題
!UNITS,S-M-KG-N !單位制
/PREP7
!DEFINE ELEMENT TYPE AND MATERIAL
ET,1,SHELL181,,,2 !殼單元181
MP,EX,1,210E9 !彈性模量
MP,PRXY,1,0.3 !泊松比
MP,DENS,1,7850 !密度
!DEFINE SECTION
SECTYPE,1,SHELL !截面形式
SECDATA,0.004 !截面尺寸
!DEFINE GEOMETRY
K,1,0,0$K,2,0.5,0 !關鍵點1和2
K,3,0,0.5$K,4,0.5,0.5 !關鍵點3和4
L,1,2$L,2,4$L,4,3$L,3,1 !由點畫線
A,1,2,4,3 !由點畫面
AATT,1,,1,,1 !指定單元，材料，截面
LESIZE,ALL,0.1 !指定單元尺寸
AMESH,ALL ! 劃分網格
!
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
用戶在進行水下爆炸分析時，可以在ANSYS AUTODYN材料庫中選擇合適的炸藥、水、空氣以及結構材料模型及參數。
并行求解技術
ANSYS AUTODYN提供兩種并行求解技術：SMP（共享內存式并行）和MPP（分布式并行）。經測試其并行加速比和擴充性能良好，已在實際大規模工程仿真分析中獲得了廣泛的應用。在解決遠場水下爆炸等大規模問題時，可充分利用ANSYS AUTODYN優異的并行計算技術來提高分析效率。
ANSYS AUTODYN水下爆炸典型應用
1、爆炸沖擊波的傳播及對艦船結構的沖擊影響
圖5顯示的是水下爆炸對水面艦艇的沖擊仿真過程。爆轟沖擊波在水和空氣兩種介質中傳播，并與船體發生耦合，船體側舷在沖擊波的作用下發生了明顯的變形，本次分析采用的是Euler-Godunov算法。
圖5 水下爆炸對艦艇的結構沖擊
2、 氣泡脈動的模擬
有研究表明，爆炸沖擊波過后，爆炸產物形成的氣泡含有47％的能量，在周圍水介質的作用下膨脹和壓縮，產生滯后流和脈動壓力，對艦船縱向總體產生屈曲破壞和大變形，并引起低頻安裝設備的破壞。ANSYS AUTODYN的高階Euler求解器能精確地模擬氣泡的膨脹、壓縮和潰滅以及氣泡收縮形成的射流。
圖6 氣泡脈動時歷云圖
圖7 距爆心30cm測量點的壓力時歷曲線
ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、豐富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、結果映射Remap技術、部件激活技術以及完善的并行求解技術等，極大地提高了水下爆炸數值模擬的精度和效率，從而贏得了眾多軍工用戶的好評。
下載地址：AUTODYN工程動力分析及應用實例
展開 爆炸仿真又一利器ANSYS AUTODYN介紹 附AUTODYN詳細實例教程文檔下載
用戶在進行水下爆炸分析時，可以在ANSYS AUTODYN材料庫中選擇合適的炸藥、水、空氣以及結構材料模型及參數。
并行求解技術
ANSYS AUTODYN提供兩種并行求解技術：SMP（共享內存式并行）和MPP（分布式并行）。經測試其并行加速比和擴充性能良好，已在實際大規模工程仿真分析中獲得了廣泛的應用。在解決遠場水下爆炸等大規模問題時，可充分利用ANSYS AUTODYN優異的并行計算技術來提高分析效率。
ANSYS AUTODYN水下爆炸典型應用
1、爆炸沖擊波的傳播及對艦船結構的沖擊影響
圖5顯示的是水下爆炸對水面艦艇的沖擊仿真過程。爆轟沖擊波在水和空氣兩種介質中傳播，并與船體發生耦合，船體側舷在沖擊波的作用下發生了明顯的變形，本次分析采用的是Euler-Godunov算法。
圖5 水下爆炸對艦艇的結構沖擊
2、 氣泡脈動的模擬
有研究表明，爆炸沖擊波過后，爆炸產物形成的氣泡含有47％的能量，在周圍水介質的作用下膨脹和壓縮，產生滯后流和脈動壓力，對艦船縱向總體產生屈曲破壞和大變形，并引起低頻安裝設備的破壞。ANSYS AUTODYN的高階Euler求解器能精確地模擬氣泡的膨脹、壓縮和潰滅以及氣泡收縮形成的射流。
圖6 氣泡脈動時歷云圖
圖7 距爆心30cm測量點的壓力時歷曲線
ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、豐富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、結果映射Remap技術、部件激活技術以及完善的并行求解技術等，極大地提高了水下爆炸數值模擬的精度和效率，從而贏得了眾多軍工用戶的好評。
下載地址：AUTODYN詳細實例教程
展開 包絡譜識別沖擊振動在Ansys軟件中如何仿真（二） ￥5
在筆者的前一篇免費文章《包絡譜識別沖擊振動在Ansys軟件中如何仿真（一）》中，筆者在Ansys平臺下使用APDL對一個平板施加了連續沖擊，并且提取了平板上另外一點的振動響應。在本篇中，作者使用開源軟件Scilab對該平板振動響應進行包絡分析，識別出了沖擊頻率，在仿真中證明了包絡譜法的有效性。并且筆者將展示實際工作中遇到的軸承故障問題，實踐表明，包絡譜法是識別軸承故障的有效方法。
ANSYS Workbench顯式動力學實例 | PVB玻璃的沖擊仿真
圖1 整體應力變化曲線
圖2 接觸力變化
圖3 最大等效應力云圖
圖4 位移云圖
圖5 PVB層應力云圖
圖6 玻璃層應力云圖
4
結論
碰撞沖擊后產生“震蕩”耗散能量。
每一層最大應力值都發生在碰撞瞬間。玻璃層應力值最大，PVB層應力值較小。
主要是因為夾層玻璃受沖擊時，玻璃表現為彈性段內的脆性失效。對于PVB，則主要表現為動態拉伸下的大變形。
本次計算未考慮材料非線性影響。
來源：ANSYS學習與應用公眾號，版權歸作者所有。
