爆炸載荷
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-06
爆炸載荷的視頻教程
空中爆炸載荷作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)LS-DYNA分析
1 案例背景：預(yù)夾緊裝甲鋼板在球形裝藥空中爆炸載荷作用下回彈性分析 2：材料： 3：建模 LS-PREPOST 前處理 關(guān)鍵字： *LOAD_BLAST_ENHANCED 載荷施加 4：后處理 ? ???????????????????????????????????????????????? ?K文件+V：sanmu_sir
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ABAQUS-鋼框梁爆炸沖擊響應(yīng)過程模擬（CONWEP）-爆炸模擬
CONWEP是美國(guó)軍方開發(fā)的一種可高效計(jì)算爆炸荷載的軟件，內(nèi)嵌于ABAQUS中。本視頻模擬了鋼框梁承受50kgTNT爆炸沖擊載荷下的響應(yīng)過程。QQ1224294049
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爆炸載荷的實(shí)例教程
水下爆炸載荷是終點(diǎn)效應(yīng)計(jì)算中難度較大一種仿真，最大的困難就在幾何模型太大，計(jì)算條件要求高，時(shí)間成本高。為解決水下爆炸載荷的計(jì)算問題，Ls_dyna開發(fā)了一種工程算法，載荷關(guān)鍵字為*LOAD_SSA。該關(guān)鍵字不需要建立水域，只需要在關(guān)鍵字卡片中輸入球形TNT的質(zhì)量、炸藥位置以及相關(guān)的載荷系數(shù)即可。計(jì)算模型如下：
圖1 數(shù)值計(jì)算模型
圖1中為用殼單元建立的圓柱殼體，分為2個(gè)part，其中紅色part為濕面。
載荷計(jì)算公式如下：
圖2 載荷公式
殼體在水下沖擊波載荷作用下的位移相應(yīng)云圖如下：
謝謝大家！
希望和更多的朋友一起探討戰(zhàn)斗部的終點(diǎn)效應(yīng)問題。
展開 其一端面固定，另外四個(gè)側(cè)面是滾動(dòng)支撐，在自由端面施加一爆炸載荷。
已知：該爆炸載荷的強(qiáng)度是1e5pa,爆炸持續(xù)時(shí)間是3.88e-5秒。
【問題分析】
1. 分析類型：瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問題。使用顯式動(dòng)力學(xué)分析。
2. 非線性考慮：無接觸，無材料非線性，無幾何非線性。總之是簡(jiǎn)單的線彈性。
3. 幾何建模：可以用桿件建模，不過這里為了直觀起見，使用三維實(shí)體模型。
4. 邊界條件：固定端面，四個(gè)側(cè)面滾動(dòng)支撐。自由面施加爆炸載荷。
【求解過程】
1. 創(chuàng)建部件
創(chuàng)建三維實(shí)體，尺寸是0.2*0.2*1如下圖
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
設(shè)置密度，彈性模量和泊松比
將上述材料性質(zhì)賦予給均值實(shí)體截面
進(jìn)一步將截面屬性賦予給前面實(shí)體。
3. 定義裝配體
直接導(dǎo)入前面的部件即可。
4. 設(shè)置分析步
添加一個(gè)顯式動(dòng)力學(xué)分析步，持續(xù)時(shí)間是2e-4秒。這大致是爆炸持續(xù)時(shí)間（3.88e-5秒）的5倍。
并設(shè)置要導(dǎo)出Z方向的正應(yīng)力，因?yàn)楹筇幚砭褪且^察該正應(yīng)力在棒中的傳播。
5. 定義載荷和邊界條件
固定一個(gè)端面，另外四個(gè)側(cè)面施加滾動(dòng)支座約束。
為了對(duì)自由端面施加瞬態(tài)載荷，需要首先創(chuàng)建一個(gè)幅值表
該表的內(nèi)容設(shè)置如下
其含義是：從0-3.88e-5之間，載荷的幅值是1；到3.89e-5秒時(shí)，載荷突然降低到0，此后一直是0了。
然后對(duì)自由端面施加壓力載荷
在上面爆炸載荷的定義中索引了上述幅值。
6. 劃分網(wǎng)格
使用0.02的單元長(zhǎng)度劃分網(wǎng)格如下
7. 創(chuàng)建作業(yè)并提交分析
8.
展開 空中爆載荷作用下復(fù)合材料泡沫夾芯板結(jié)構(gòu)抗爆性能分析
作者：三木先生
1研究背景和意義：
在現(xiàn)代反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中，軍用汽車經(jīng)常會(huì)遭遇炸彈、炮彈、手榴彈或航彈等爆炸性武器的襲擊。爆炸是一種非常迅速的能量釋放過程，其發(fā)生時(shí)爆炸物質(zhì)能在有限的空間和極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高壓的化學(xué)反應(yīng)，并釋放出大量的能量和熱量沖擊作用到結(jié)構(gòu)上。
隨著反裝甲武器裝備技術(shù)的發(fā)展，變得越來越精致，威力也越來越大，因此，采用一些新結(jié)構(gòu)或新技術(shù)提高軍車的防爆性，減小對(duì)士兵的傷害已成為軍用車輛研究的重要組成部分。
“三明治”夾層結(jié)構(gòu)是一種典型的裝甲防護(hù)結(jié)構(gòu)，其由不同材料相互組合而成，并通過利用各個(gè)組分的性能特點(diǎn)達(dá)到整個(gè)結(jié)構(gòu)性能最佳。按照所含芯體種類的不同，夾層結(jié)構(gòu)大致可以分為五類：泡沫夾層、蜂窩夾層、波紋板夾層、點(diǎn)陣夾層和混合夾層結(jié)構(gòu)，目前，常用的泡沫材料有開孔金屬泡沫、閉孔金屬泡沫、硬質(zhì)聚醋泡沫等。與聚酷泡沫相比，金屬泡沫的剛度更高，使用溫度范圍更廣，并且具有較強(qiáng)的抗有機(jī)溶劑能力，因此受到人們的廣泛關(guān)注。
本文釆用適合求解爆炸、沖擊等強(qiáng)非線性動(dòng)力問題的顯式有限元分析軟件LS-DYNA,研究空爆載荷作用下泡沫夾心結(jié)構(gòu)的抗爆性能
2數(shù)值模型：
2.1 爆炸載荷仿真
根據(jù)爆炸點(diǎn)的位置不同，爆炸可以分為自由空中爆炸、近地面空中爆炸、地表面爆炸三種。本文研究的夾芯板主要考慮應(yīng)用在軍用裝甲車的底盤上，因此爆炸類型選為地表面爆炸。目前，對(duì)爆炸問題的仿真研究多采用流固耦合方法，即ALE算法，但由于爆炸過程比較復(fù)雜，而算法需要同時(shí)建立空氣和炸藥網(wǎng)格，計(jì)算爆炸問題需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，并且占用大量的存儲(chǔ)空間。CONWEP方法一種可以高效計(jì)算爆炸荷載的算法，LOAD_BLAST關(guān)鍵字將其內(nèi)嵌于軟件中，用戶可通過設(shè)置當(dāng)量、炸點(diǎn)位置、起爆時(shí)間、單位制和爆炸類型直接對(duì)殼結(jié)構(gòu)施加爆炸荷載。
展開 CONWEP（Conventional Weapons Effects Program） model是一種比較常用的爆炸沖擊經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停捎糜谧杂煽諝鈭?chǎng)爆炸和近距離爆炸計(jì)算，它最早由Kingery 和Bulmash于1984年建立。1990年，美國(guó)軍方基于該模型以及TM 5-855-1（軍方技術(shù)手冊(cè)-常規(guī)武器防爆設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，Restricted Access）中大量的爆炸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)展了一套常規(guī)武器效能評(píng)估程序，這套程序也有獨(dú)立的軟件-ConWep，這個(gè)軟件不太好找，不過CONWEP model也內(nèi)置于LS-DYNA和Abaqus軟件，自6.10版開始便可以使用它在Abaqus/Explicit中加載爆炸載荷。
01—CONWEP模型簡(jiǎn)介
CONWEP模型考慮空氣的可壓縮性與輕質(zhì)的特點(diǎn)，忽略了空氣的剛度與慣性效應(yīng)，因此使用它進(jìn)行空中爆炸分析時(shí)不用為空氣介質(zhì)建模，僅有結(jié)構(gòu)模型參與爆炸響應(yīng)計(jì)算就可以，這樣在較高的精度范圍內(nèi)，大大節(jié)省了爆炸分析的計(jì)算量。
CONWEP模型定義界面
在Abaqus中，只需要定義起爆點(diǎn)、結(jié)構(gòu)上的爆炸載荷作用面、爆炸類型和炸藥的TNT當(dāng)量即可，內(nèi)置的CONWEP模型可以據(jù)此計(jì)算出爆炸載荷曲線中的載荷到達(dá)時(shí)間、最大超壓、超壓時(shí)間、指數(shù)衰減因子等參數(shù)。
展開 行業(yè)：海事
挑戰(zhàn)：評(píng)估船舵組件對(duì)近距離爆炸沖 擊載荷的抵御能力。
Altair 解決方案：使用 HyperWorks 對(duì)船舵進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)分析。
優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)化舵承支架以提高抗彎強(qiáng)度。
客戶介紹
海事、造船和近海產(chǎn)業(yè)的工程師需要面對(duì)物理空間受限、極端氣候條件、 深水和遠(yuǎn)程位置等各種設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。這些約束條件讓工程師的工作環(huán)境變得非常 極端，使他們很難開發(fā)出有效、可靠和安全的作業(yè)平臺(tái)。而使用仿真技術(shù)能提 高設(shè)計(jì)效率并減少實(shí)際測(cè)試成本，因此它始終是應(yīng)對(duì)海運(yùn)業(yè)工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的最 佳方法之一。
Assystem 擁有 50 年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是全球最大產(chǎn)業(yè)集群的關(guān)鍵合作伙伴之 一。該產(chǎn)業(yè)集群包括：空客、阿海琺、阿爾斯通、EDF、EADS、通用電氣、 奔馳、標(biāo)致、雷諾、勞斯萊斯、賽峰集團(tuán)和泰雷茲等。 Assystem 工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的宗旨是：設(shè)計(jì)和開發(fā)滿足未來需求的產(chǎn)品和服 務(wù)、打造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品并確保其在整個(gè)生命周期內(nèi)得到最優(yōu)使用，以及協(xié)調(diào)和完成 項(xiàng)目與基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)施。秉承上述宗旨，Assystem 工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)取得了輝煌 成績(jī)，深得客戶信任。
項(xiàng)目背景
修改船舶舵機(jī)的設(shè)計(jì)方案后，需要在安裝前對(duì)船舵組件在經(jīng)受近距離爆炸 事件時(shí)的沖擊載荷抵御能力進(jìn)行評(píng)估。
為解決這一問題，Assystem 采用彈塑性材料模型進(jìn)行了顯式動(dòng)力學(xué)分析。 在此過程中，Assystem 利用 Altair 的高性能有限元前處理軟件 HyperMesh 生 成網(wǎng)格，隨后在先進(jìn)的結(jié)構(gòu)求解器 RADIOSS 中進(jìn)行分析，并通過后處理工具 HyperView 核查得出的結(jié)果。他們對(duì)多種載荷情況進(jìn)行仿真測(cè)試并得出結(jié)果， 以確保找出制約抗沖擊性的因素。
展開 
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爆炸載荷的最新內(nèi)容
但在使用Abaqus/Explicit模擬沖擊或爆炸載荷時(shí)，應(yīng)選用線性單元，因?yàn)樗鼈兙哂屑匈|(zhì)量公式，模擬應(yīng)力波的效果優(yōu)于二次單元所采用的一致質(zhì)量公式。
網(wǎng)格質(zhì)量控制：網(wǎng)格質(zhì)量直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡量使用高質(zhì)量的網(wǎng)格，避免畸形單元。單元形狀越接近規(guī)則形狀（如正方體），網(wǎng)格質(zhì)量越高。長(zhǎng)寬比過大的單元可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，扭曲的單元會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定。
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</li></ol><p>簡(jiǎn)而言之，水下爆炸主要是通過直接接觸的爆轟，以及后續(xù)產(chǎn)生的三種主要非接觸的爆炸載荷沖擊波、氣泡和空化對(duì)周圍物體造成的毀傷。</p><p><br></p><p>水下爆炸往往會(huì)引起非常嚴(yán)重的后果，因此，對(duì)比試驗(yàn)，數(shù)值仿真是非常安全高效的研究方法。</p><p><br></p><p>Abaqus中提供了兩種計(jì)算水下爆炸問題的方法：“散波”法和“總波”法。
[3]張傳山,馮春,薛琨.爆炸載荷下脆性顆粒體系破碎特性的數(shù)值研究[J].計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào),2022,39(03):307-314.
[4]蔣治海,龍新平,韓勇,等.炸藥爆炸驅(qū)動(dòng)殼體破裂及液體噴射過程試驗(yàn)研究[J].含能材料,2011,19(03):321-324.
[5]薛琨,余琪琪,白春華.爆炸驅(qū)動(dòng)顆粒多相材料形成射流的實(shí)驗(yàn)研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013.
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§ 巖石動(dòng)力學(xué)：考察巖石的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，包括地震和爆炸載荷下的行為。
3) 地下工程：
§ 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括隧道、地下室和地下管道的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析。
§ 地下開采：用于礦山開采和坑道工程的支護(hù)和穩(wěn)定性分析。
4) 邊坡穩(wěn)定性分析：研究山坡、河岸等地質(zhì)地形的穩(wěn)定性，以預(yù)測(cè)和防止滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
上述列舉的覆土罐需要考慮的載荷，與常規(guī)地上容器對(duì)比，可知：覆土罐重點(diǎn)還需要考慮覆土載荷、不均勻基礎(chǔ)載荷、作用于罐體本體的軸向摩擦力、蒸汽云爆炸載荷、覆土上部檢修載荷和雪載荷。
