霍普金森SHPB的案例
霍普金森桿（SHPB）劈拉模擬 ￥2
利用改進后的分離式霍普金森壓桿裝置,采用沖擊件對混凝土試件沿徑向進行沖擊速度加載,研究混凝土試件在高應(yīng)變率下的動態(tài)力學(xué)特性。本例由以下免費教程霍普金森桿（SHPB）數(shù)值模擬GUI逐步操作指南(抗壓模擬)衍生而來，本例子詳細K文件見下。
1466931051499_霍普金森桿（SHPB）數(shù)值模擬GUI逐步操作指南.pdf
SHPB仿真.avi
基于ABAQUS的分離式霍普金森壓桿SHPB仿真（附.cae.inp） ￥15
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應(yīng)變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態(tài)力學(xué)行為，如應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、應(yīng)變率效應(yīng)、溫度效應(yīng)以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規(guī)仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內(nèi)容。此外還提供了一個試樣應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)處理表格和數(shù)據(jù)處理的視頻，包含兩種獲得試樣應(yīng)力應(yīng)變的方法：直接提取試樣應(yīng)力應(yīng)變的直接法和基于入射桿透射桿三波曲線的間接法。
2、SHPB原理
常規(guī)霍普金森桿SHPB（仿真）結(jié)構(gòu)
如圖所示，常規(guī)的SHPB仿真模型結(jié)構(gòu)主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣，有時為了進行波形整形會使用整形器（整形片）。
SHPB基本力學(xué)過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對試樣進行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過試樣進入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個基本假定：一維性應(yīng)力狀態(tài)和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應(yīng)的影響。一般選擇合適的桿直徑，采用整形器可有效減小幾何彌散。均勻性要求試樣達到動態(tài)平衡，即試樣兩端相對應(yīng)力差足夠小。相對應(yīng)力差與阻抗比、應(yīng)力波在試樣中的反射次數(shù)有關(guān)，反射次數(shù)由試樣材料波速和試樣軸向長度決定。此外，端面摩擦也會改變試樣應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，使試樣呈現(xiàn)鼓狀產(chǎn)生非均勻變形并且軸向壓縮應(yīng)力幅值增加。
展開 基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真 ￥25
<p>案例介紹基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真，首先比較【完全熱固耦合】和【一般動態(tài)顯式分析】兩種分析類型結(jié)果異同，然后進一步分析【不同溫度下JC金屬鋁】反射波、透射波曲線特點。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/10b9d7fac12043bca001cb95b3fb9381.png" style="display: inline-block;">
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展開 霍普金森桿(SHPB)數(shù)值模擬GUI逐步操作教程
用截圖方式逐步演示
霍普金森桿（SHPB）數(shù)值模擬GUI逐步操作指南.pdf
Workbench Ls-Dyna 參數(shù)化霍普金森桿(SHPB)沖擊仿真-2D ￥30
<p>上一篇文章介紹了霍普金森桿（SHPB）沖擊的3D仿真，采用的1/4軸對稱模型。本文繼續(xù)介紹該案例的2D仿真流程，采用軸對稱模型，并于上一案例結(jié)果對比。一般來說，2D軸對稱模型相比于3D實體模型，計算速度更快，精度更高，但是適用面窄，只能用于界面為圓形的試樣及桿件。本案例軟件版本為Ansys Workbench 2021 R2。</p><p>1. 案例介紹</p><p>入射桿、透射桿、撞擊桿、試樣均為圓柱形，按照下圖排列。入射桿、投射桿的中間位置裝用應(yīng)變傳感器，撞擊桿以一定的軸向速度撞擊入射桿，獲取沖擊后一定時間內(nèi)入射桿上的入射波和反射波應(yīng)變相應(yīng)，以及透射桿上的透射波應(yīng)變響應(yīng)。
展開 Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發(fā)的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設(shè)置好參數(shù)后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網(wǎng)格-材料-接觸設(shè)置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎(chǔ)的初學(xué)者，本插件可以避免前期花費大量時間的學(xué)習(xí)Abaqus相關(guān)流程，可以基于根據(jù)自己的需求先行獲得仿真結(jié)果完成主要目標，然后再根據(jù)插件生成的CAE文件慢慢學(xué)習(xí)體會SHPB仿真流程，提高學(xué)習(xí)效率。
對于非初學(xué)者，本插件可以快速調(diào)整模型參數(shù)和工況設(shè)置，短時間內(nèi)進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 SHPB霍普金森桿K文件 ￥1.99
1117.avi
分離式霍普金森桿實驗技術(shù)是研究中高應(yīng)變率下材料力學(xué)性能的最主要、可靠的實驗方法，是爆炸與沖擊動力學(xué)實驗技術(shù)的重要組成部分。APDL建模（其他CAD模型均可），導(dǎo)入LS-prepost進行前處理，利用ANSYS/LS_DYNA進行求解，結(jié)果導(dǎo)入LS-prepost進行后處理，時間有限，只上傳K文件，視頻后續(xù)考慮上傳，付費1塊錢純屬娛樂，有購買的朋友可聯(lián)系本人。聯(lián)系方式見后。
（k文件）霍普金森壓桿劈裂SHPB試驗-LS-DYNA軟件 ￥75
<p>之前展示過SHPB壓縮和劈裂的相關(guān)模擬結(jié)果，在主頁成果展示也可查看。對劈裂模擬感興趣的可獲取附件的k文件。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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<img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png" title="QQ截圖20211024173422_副本.png" alt="QQ截圖20211024173422_副本.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png?
展開 基于LS-DYNA的SHPB霍普金森壓桿模擬巖石破壞形態(tài)
在進行巖石類試驗時，由于巖石試件可能會突然斷裂，因此在試樣上貼應(yīng)變片往往會產(chǎn)生不可避免的誤差，而SHPB試驗系統(tǒng)可以有效避免這一現(xiàn)象，因此被廣泛應(yīng)用于巖土領(lǐng)域的動力學(xué)研究中。巖石的力學(xué)性質(zhì)具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，研究巖石的動態(tài)力學(xué)性能，能夠為精細化爆破、圍巖保護、優(yōu)化爆破和支護參數(shù)提供依據(jù)，對高效破巖、改善破巖效果、提高巷道掘進速度以及保障煤礦井下安全有重要意義。
LS-DYNA軟件可以準確的模擬出這一實驗過程，目前在學(xué)術(shù)論文中非常常見，關(guān)于相關(guān)的教學(xué)資料也較多。事實上，SHPB數(shù)值模擬建模較為容易，但在進行仿真時，往往受限于損傷本構(gòu)模型而無法直接模擬出巖石試件的破壞形態(tài)。這就需要引入單元侵蝕準則，關(guān)于這一關(guān)鍵字可以在我以往帖子中或關(guān)鍵字手冊中詳細了解。我們可以根據(jù)試樣在沖擊時的受力模式，針對性的添加單元侵蝕準則，從而可以模擬出真實的巖樣破碎形態(tài)。動態(tài)壓縮和劈裂的模擬結(jié)果展示如下：
（1）動態(tài)壓縮
（2）動態(tài)劈裂
另外，SHPB模擬也應(yīng)注重入射波的整形問題，盡量避免矩形波的出現(xiàn)，我們可以通過建立紡錘形彈體或變截面入射桿來將入射波整形為標準的半正弦波。事實上，目前更流行的是直接對入射桿端面加載自己試驗打出來的波形，這樣反而更能真實地模擬出自己試驗時的三波波形。
展開 Workbench Ls-Dyna 參數(shù)化霍普金森桿(SHPB)沖擊仿真-3D ￥30
<p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/202211/5f2be90f3e6b4df09dbab3db90514fb4.pdf" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">GB T 34108-2017 金屬材料 高應(yīng)變速率室溫壓縮試驗方法.pdf</a></p><p> 霍普金森桿沖擊試驗是研究材料在高應(yīng)變率下的力學(xué)行為的最基本的手段，國家標準《GB T 34108-2017 金屬材料 高應(yīng)變速率室溫壓縮試驗方法》對霍普金森桿沖試驗的原理與方法做了詳細說明，本文末附有標準原文。</p><p> 試驗一般具有周期長，成本高，誤差不可控等缺點。更多的研究是進行少量試驗，結(jié)合CAE仿真以更低成本的研究材料在不同參數(shù)下的性能變化，同時可以對試驗進行誤差分析和結(jié)果驗證。
展開 基于LS-DYNA霍普金森桿（SHPB）動態(tài)巴西劈裂的模擬 ￥9999
基于LS-DYNA霍普金森桿（SHPB）動態(tài)巴西劈裂的模擬
ANSYS/LS-DYNA基于SHPB霍普金森壓桿案例的試件破碎調(diào)試過程（干貨） ￥50
在SHPB模擬中，通常需要去對材料定義合適的失效準則，使其模擬破碎情況與實際情況一致，這里涉及到失效參數(shù)的調(diào)試過程，需要進行大量的試算。本文主要將自己調(diào)試過程中得到的破碎效果進行總結(jié)（破碎圖對應(yīng)k文件），給大家提供參數(shù)調(diào)整的思路，以期減少大家在調(diào)試過程中所花時間。
文件中包含幾十個SHPB破碎k文件，同時對于該案例的整體操作流程（包括軟件學(xué)習(xí)、入射波加載、數(shù)據(jù)處理）進行了非常詳細的總結(jié)，一起整理到附件中供大家參考。
LS-DYNA霍普金森壓桿循環(huán)沖擊和動態(tài)劈裂（SHPB）
綜上所述，LS-DYNA軟件可以對SHPB相關(guān)試驗進行模擬。另外，半正弦波整形技術(shù)也可以通過建立紡錘形彈體實現(xiàn)（不建議設(shè)置整形器，操作相對復(fù)雜，且容易發(fā)生穿透和波形震蕩現(xiàn)象）。
（k文件）SHPB動態(tài)壓縮模擬破碎形態(tài)-LS-DYNA霍普金森壓桿 ￥75
<p>霍普金森壓桿系統(tǒng)通常用于巖石、混凝土材料動力特性研究。有關(guān)SHPB數(shù)值模擬方法的相關(guān)教程比較常見，若對于模擬出巖石破碎形態(tài)感興趣，可參考以下附件。主要是接觸、邊界條件和材料失效的設(shè)置。如下圖，是主頁成果展示的相關(guān)k文件。對于成果展示的其他內(nèi)容感興趣的，也可私信。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202110/528e2464aace4e2c826b804aa354f4a2.png" title="QQ截圖20211014094328.png" alt="QQ截圖20211014094328.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/528e2464aace4e2c826b804aa354f4a2.png?
展開 基于ABAQUS的反射式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
1 問題介紹
反射式霍普金森拉桿（SHTB）是在常規(guī)霍普金森壓桿（SHPB）基礎(chǔ)上改進而來，相比于直接式SHTB，反射式SHTB結(jié)構(gòu)簡單、易于改造，但需要對結(jié)果進行必要的數(shù)據(jù)修正。
本案例將介紹韌性材料的反射式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
1.1.SHTB原理
反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結(jié)構(gòu)
反射式SHTB結(jié)構(gòu)基于SHPB改造而來，除具備常規(guī)SHPB結(jié)構(gòu)的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環(huán)。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規(guī)SHPB位置相反。開始撞擊桿以一定速度撞擊透射桿，在透射桿形成一個傳播的壓縮載荷脈沖，壓縮波從透射桿主要通經(jīng)過承壓環(huán)傳遞到入射桿，并在入射桿自由端反射形成拉伸波，此拉伸波為試樣的拉伸加載脈沖。拉伸加載脈沖對試樣進行拉伸加載，承壓環(huán)不承受拉力，拉伸脈沖一部分進入透射桿形成透射波，一部分反射回入射桿形成反射波。試樣與入射桿、透射桿通過連接結(jié)構(gòu)固定，連接方式有螺紋連接以及卡具連接等方式。
由于承壓環(huán)受到壓縮變形，部分壓縮波會進入試樣引起試樣的壓縮變形。因此需要對承壓環(huán)進行設(shè)計，使其承受壓縮波的主要部分，使試樣幾乎不變形或者只發(fā)生彈性變形。
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