爆破倒塌仿真分析的案例
基于ANSYS/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
摘 要：不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，
對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口,切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。因此，隨著計算機技術的發展，數值模擬則成為分析拆除爆破倒塌過程的極佳手段。
研究表明，選取恰當的模型與參數，數值模擬可以真實地反映建筑物爆破拆除倒塌過程，模擬得到的該建筑爆破倒塌堆積形態與工程實際吻合良好，對實際工程有重要的參考價值。
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基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
[ 摘 要 ] 不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用Ansys/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
[ 關鍵詞 ] Ansys/LS-DYNA數值模擬；拆除爆破；框剪結構；切口方式；延時時差
前言
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口，切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。
展開 爆破拆除曲線梁橋連續倒塌過程分析
研究方法以及想要的效果
拆除構件設計是將結構中的初始失效構件進行移除，分析余下結構在原有荷載作用下通過內力重分布的方式發展至新的穩定平衡狀態或發生連續性倒塌。若結構發生連續性倒塌，可采取增強剩余結構的承載力或者延性的方法防止連續倒塌，這樣的處理方式實質上是為了給結構提供備用的荷載傳遞途徑，所以拆除構件法通常又被稱為“備用荷載路徑法”。其中，移除失效構件是指其不參與后續計算，并未對相鄰構件間的連接造成影響。
步驟：
1）建立有限元模型
2）施加靜力荷載（重力荷載，可變荷載：橋面均布荷載10.5KN/m，跨中集中荷載為240KN），隱式分析，進行靜力分析達到靜力平衡，得到靜力響應結果（這個結果是要保留的）
3）通過 read disp 和動力松弛引入結構進行隱式分析后所達到的靜力平衡狀態，瞬間拆除失效構件（4號墩），（用生死單元法）失效時間要小于1階豎向自振周期的1/10
4）進行隱式轉顯式動力分析，直至結構發生倒塌，得到動力響應結果，如：失效柱頂點位移圖，其他橋墩和梁的位移時程曲線，發生落梁對橋墩發生撞擊的撞擊力時程曲線，以及塑性鉸分布、倒塌破壞圖等。
有限元模型圖：
支座形式：
整體有限元網格模型圖：
有限元模擬動畫效果：
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*MAT_RHT（MAT_272混凝土RHT）可查看損傷/沖擊荷載），以下將對以上列出的本構進行詳細說明，并且提供專用K文件材料本構模板，直接導入參數即可（注意單位轉換）
后續我會把之前各種倒塌動畫放上來，對應用的是那種本構也會一一對應上來
單位制轉換↓↓：
推薦首行和尾行單位制設置
多個K文件同時導入設置方法
MAT159本構C30簡單參數設置
MAT159本構C20詳細參數設置
mat3參數詳解示例
活動更新 | LS-DYNA爆炸分析及在民爆行業中的高級應用技術介紹
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展開 超大型鋼筋混凝土冷卻塔龍卷風致倒塌仿真分析
穩定性分析
由于冷卻塔殼體結構的薄壁特性，結構屈曲失穩曾經被認為是引發冷卻塔在強風作用下倒塌的決定性因素。屈服應力狀態法（BSS）的穩定性驗算公式如下:
圖12(a)給出了水工規范BSS方法計算結果，圖12(b)給出了基于分岔屈曲分析的五種渦流比下臨界屈曲切向風速隨相對距離的變化情況。臨界切向風速隨相對距離和渦流比的變化趨勢與BSS方法相似。兩種穩定性分析方法的結果表明，位于龍卷風渦核半徑位置時更容易發生失穩。當冷卻塔位于龍卷風渦核內時，渦流比低的龍卷風更容易引起結構屈曲；而當冷卻塔位于龍卷風渦核外時，渦流比大的龍卷風更容易造成結構屈曲。圖12還表明了分岔屈曲分析得到較高的臨界風速，而BSS方法得到相對較低的臨界風速。這種差異是由于BSS方法一定程度上考慮了結構的非線性效應，而分支屈曲分析只針對線彈性結構實施計算。
圖12 臨界屈曲切向風速
失效機理
長期以來，對于冷卻塔風致結構破壞是由于失穩還是材料破壞，一直缺乏共識。基于上述倒塌數值模擬和穩定性分析，龍卷風作用下結構破壞臨界風速對比如圖13所示。結果表明，在不考慮相對距離和渦流比的情況下，分岔屈曲分析和倒塌數值模擬分別得到了最大和最小臨界速度，而BSS方法得到了介于最大值和最小值之間的臨界速度。結構倒塌對應的臨界速度小于失穩對應的臨界速度，這意味著龍卷風作用下冷卻塔的結構破壞是由倒塌損傷引起的，而不是冷卻塔彈性失穩引起的。穩定性分析和倒塌數值模擬得到的臨界切向風速的差異是由于倒塌模擬考慮了材料非線性和裂紋的出現，而穩定性分析僅針對線彈性結構進行。因此，基于倒塌數值模擬的結構失效分析相比較于分叉屈曲分析或BSS方法更合理。
展開 基于LS-dyna建筑物爆破拆除的仿真分析
（3）在框架結構倒塌過程中，不同排的承重柱受力形式相差很大，采用整排柱子截面合軸力的分析方法，可以較為準確的分析結構倒塌過程立柱的受力情況。
人體頭骨+軟組織系統爆破損傷仿真分析
工況簡介：
咬肌外側施加爆破載荷，采用采用流固耦合的分析方法，下頜骨、外側咬肌和面部軟組織施加單元失效，空氣域施加無反射邊界。
結果動畫：
使用LS-Dyna進行爆破仿真分析 附LS-DYNA使用指南中文版本下載
由于鉆爆法對地質條件適應性強，開挖成本低，特別適用于堅硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工，因此鉆爆法仍是當前國內外常用的隧道開挖方法”——科普中國科學百科詞條
一、學術背景
早在2008，軍械工程學院的米雙山就基于流固耦合方法采用LS-DYNA進行了爆炸仿真分析。隨著研究不斷進步，人們陸續將流固耦合運用至相關領域。郭君等人提出了基于場分離的水下爆炸流固耦合計算方法。劉東岳等人將固耦合應用至艦艇艦艇抗水下爆炸的實踐中。
爆炸問題的仿真分析在爆炸力學研究中正在發揮著日益重要的作用，LS-DYNA程序作為分析非線性沖擊動力問題的有效工具，可用來成功地模擬各種介質中的爆炸過程及各類工程爆破過程。
利用LS-DYNA分析爆炸問題，可采用Lagrange算法，但是在大變形數值計算中，常會出現單元畸變現象。特別是當劃分單元的形狀不規則時，這種現象尤為突出。對于軸對稱爆炸問題，可以考慮采用SHELL單元軸對稱算法公式（即ANSYS/LS-DYNA中2D-SOLID162單元軸對稱選項），結合自適應網格劃分技術進行分析。
也可采用ALE方法及多物質流固耦合方法分析爆炸問題，對空氣、土壤、水以及破壞后的巖石采用ALE網格，對其他的固體結構采用Lagrange網格。利用這一方法，由于材料物質在網格中可以流動，因此不存在單元畸變問題。在LS-PREPOST后處理程序中，可通過顯示網格中各種物質占有的體積分數來得到不同物質之間的界面。可觀察到土體中爆炸地表的鼓包現象等（見后面的分析實例）。
LS-DYNA程序提供了用于模擬炸藥作用的數值模型，即高能炸藥材料模型結合一個描述爆生氣體壓力-體積關系的狀態方程模型。
展開 基于流固耦合的隧道定向爆破周邊孔仿真分析
基于流固耦合的隧道定向爆破周邊孔仿真分析
1背景及意義
巖石爆破技術廣泛應用于邊坡開挖、隧道掘進和礦產開采等領域，如何有效進行爆破，減少巖石損傷，降低成本，達到理想效果，是目前迫切需要解決的問題。利用LS-DYNA軟件對隧道掘進周邊孔定向爆破裂紋貫通機理進行數值仿真，對于揭示爆破破巖機理、提高隧道光面爆破效果、推動科技創新應用具有重要實際意義。
2有限元模型的建立
2.1模型描述
周邊孔布置聚能藥包，炮孔直徑為80mm，聚能管為pvc材料。炮孔布置及聚能藥包如圖1、2所示。
圖1 周邊孔布置圖
圖2 聚能藥包示意圖
2.2建模分析
巖石，炸藥，pvc管，空氣都采用solid164實體單元，單層網格建模。炸藥、空氣、pvc管采用ALE算法，巖石采用lagrange算法。巖石與炸藥、空氣、pvc管之間的相互作用采用流固耦合的方法，通過*constrained_lagrange_in_solid來實現。
3結果分析
巖石應力云圖及周邊孔裂紋開展如下圖所示。
圖3 應力云圖
圖4 裂紋開展
展開 疊疊高積木倒塌的仿真
積木塊堆放在堅硬的地板上，假設在模擬分析開始之前已經移除了堆疊體底部附近的一個關鍵塊，由于重力作用從而開始倒塌。
源文件blocks.rar
LS-DYNA沖擊爆破仿真
LS-DYNA求解時，沒報錯，就是不進行求解，請問大佬知道這是什么原因嗎
基于abaqus的鋼筋混凝土平面框架倒塌性能分析 ￥100
<p>結構在遭遇偶然突發事件后， 不可避免的會導致結構局部破壞或者損傷， 如果剩余結構不能有效的承擔結構初始破壞和損傷造成的內力變化， 剩余結構就會發生進一步破壞， 造成多米諾骨牌式的連鎖反應，從而造成大范圍嚴重破壞乃至倒塌，這就是通常所說的連續倒塌。附件中只有一個cae有限元模型。
建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
鋼筋混凝土框架剪力墻結構倒塌過程仿真
對2011年2月11日新西蘭地震中倒塌的the Pyne Gould Corporation (PGC) 辦公樓進行倒塌過程模擬分析。該結構是鋼筋混凝土框架剪力墻結構，始建于1964年，后經多次加固改造。該結構的原貌與倒塌后形態見圖5.7與5.8。圖5.9為按目擊者描述給出的結構倒塌過程。
分析模擬時，首先采用PKPM進行結構建模、配筋計算，模型相比實際結構有所簡化；隨后采用建筑結構參數建模軟件PA-TRANS將PKPM軟件中的設計模型轉換至ABAQUS模型，并采用隱式、顯式分析模型接力計算。圖5.10為模擬計算得到的結構倒塌過程。可以看出，二者的破壞位置與倒塌過程較為接近，誤差原因可能是計算模型與實際結構有所差異、計算中未考慮構件剪切破壞所致。
圖5.7 PGC辦公樓原貌
圖5.8 PGC辦公樓倒塌后的破壞形態
圖5.9 實際結構倒塌過程
圖5.10 模擬結構倒塌過程
六、 結論
1. PA-TRANS程序能夠按按工程分析需求實現復雜建筑結構的有限元參數化建模，使得工程師較為方便地使用ABAQUS軟件進行復雜建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬。
2. 配套的“基于ABAQUS平臺的鋼與混凝土單軸材料本構模型SJZU-CSUNIAXIAL”能夠較為準確地描述鋼筋混凝土梁柱、剪力墻構件的滯回性能。
3. 通過PA-TRANS程序轉換得到的ABAQUS結構模型在結構總質量、自振周期、振型等結果與原PMSAP模型計算的結果均能夠很好地吻合，PA-TRANS程序可用于復雜建筑結構模型的轉換。
4. 采用PA-TRANS程序能夠進行結構倒塌過程模擬，且模擬結果與實際結構的破壞位置、破壞順序與倒塌過程較為接近。
展開 基于LS-DYNA大型建筑物在隧道爆破條件下振動仿真
基于LS-DYNA大型建筑物在隧道爆破條件下振動仿真
摘 要:復雜環境下的控制爆破，爆破振動安全要求高，施工風險大。針對火車站下地鐵爆破施工進行了爆破振動仿真，結果顯示不同ZHA藥量對地表建筑物的影響。根據仿真結果可確定保護對象安全振速要求的最大一次起爆量，確定爆破規模，為后期爆破設計及施工提供依據。
關鍵詞:爆破振動; 結構物;
1 仿真背景
隨著爆破技術的不斷提高，爆破作業已被應用到各個工程領域，由于爆破施工場地的特殊性和隨機性，迄今爆破技術仍未形成一套完善的理論體系因爆破設計不合理或爆破施工不當造成的安全問題不少，因此爆破有害效應控制現已成為爆破領域的一個熱點。目前就如何實現爆破控制仍眾說紛紜，其計算依據也尚未統一。應用動力有限元程序模擬爆破振動對既有建筑物的影響，可對爆破所產生的爆破振動進行預測，為后期爆破設計及施工提供依據。
2 前處理
前處理的核心在于模型的創建和網格的劃分。
2.1 模型的創建
模型的創建可借助SW等專業軟件進行。
2.2 網格劃分
網格劃分重點在于網格大小和區分不同結構部件。
2.3 其他說明
（1）采用的單元類型：shell163，solid164和beam161。
（2）對于巖體周邊采用非反射邊界
（3）采用ALE算法。
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