爆炸載荷的案例
*LOAD_SSA水下爆炸載荷工程計算方法探究
水下爆炸載荷是終點效應計算中難度較大一種仿真，最大的困難就在幾何模型太大，計算條件要求高，時間成本高。為解決水下爆炸載荷的計算問題，Ls_dyna開發了一種工程算法，載荷關鍵字為*LOAD_SSA。該關鍵字不需要建立水域，只需要在關鍵字卡片中輸入球形TNT的質量、炸藥位置以及相關的載荷系數即可。計算模型如下：
圖1 數值計算模型
圖1中為用殼單元建立的圓柱殼體，分為2個part，其中紅色part為濕面。
載荷計算公式如下：
圖2 載荷公式
殼體在水下沖擊波載荷作用下的位移相應云圖如下：
謝謝大家！
希望和更多的朋友一起探討戰斗部的終點效應問題。
展開 空中爆載荷作用下復合材料泡沫夾芯板結構抗爆性能分析
空中爆載荷作用下復合材料泡沫夾芯板結構抗爆性能分析
作者：三木先生
1研究背景和意義：
在現代反恐戰爭中，軍用汽車經常會遭遇炸彈、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，其發生時爆炸物質能在有限的空間和極短的時間內產生高壓的化學反應，并釋放出大量的能量和熱量沖擊作用到結構上。
隨著反裝甲武器裝備技術的發展，變得越來越精致，威力也越來越大，因此，采用一些新結構或新技術提高軍車的防爆性，減小對士兵的傷害已成為軍用車輛研究的重要組成部分。
“三明治”夾層結構是一種典型的裝甲防護結構，其由不同材料相互組合而成，并通過利用各個組分的性能特點達到整個結構性能最佳。按照所含芯體種類的不同，夾層結構大致可以分為五類：泡沫夾層、蜂窩夾層、波紋板夾層、點陣夾層和混合夾層結構，目前，常用的泡沫材料有開孔金屬泡沫、閉孔金屬泡沫、硬質聚醋泡沫等。與聚酷泡沫相比，金屬泡沫的剛度更高，使用溫度范圍更廣，并且具有較強的抗有機溶劑能力，因此受到人們的廣泛關注。
本文釆用適合求解爆炸、沖擊等強非線性動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構的抗爆性能
2數值模型：
2.1 爆炸載荷仿真
根據爆炸點的位置不同，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雜，而算法需要同時建立空氣和炸藥網格，計算爆炸問題需要花費較長時間，并且占用大量的存儲空間。CONWEP方法一種可以高效計算爆炸荷載的算法，LOAD_BLAST關鍵字將其內嵌于軟件中，用戶可通過設置當量、炸點位置、起爆時間、單位制和爆炸類型直接對殼結構施加爆炸荷載。
展開 應力波在棒中傳播分析
其一端面固定，另外四個側面是滾動支撐，在自由端面施加一爆炸載荷。
已知：該爆炸載荷的強度是1e5pa,爆炸持續時間是3.88e-5秒。
【問題分析】
1. 分析類型：瞬態動力學問題。使用顯式動力學分析。
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，使用三維實體模型。
4. 邊界條件：固定端面，四個側面滾動支撐。自由面施加爆炸載荷。
【求解過程】
1. 創建部件
創建三維實體，尺寸是0.2*0.2*1如下圖
2. 創建材料和截面屬性
設置密度，彈性模量和泊松比
將上述材料性質賦予給均值實體截面
進一步將截面屬性賦予給前面實體。
3. 定義裝配體
直接導入前面的部件即可。
4. 設置分析步
添加一個顯式動力學分析步，持續時間是2e-4秒。這大致是爆炸持續時間（3.88e-5秒）的5倍。
并設置要導出Z方向的正應力，因為后處理就是要觀察該正應力在棒中的傳播。
5. 定義載荷和邊界條件
固定一個端面，另外四個側面施加滾動支座約束。
為了對自由端面施加瞬態載荷，需要首先創建一個幅值表
該表的內容設置如下
其含義是：從0-3.88e-5之間，載荷的幅值是1；到3.89e-5秒時，載荷突然降低到0，此后一直是0了。
然后對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. 劃分網格
使用0.02的單元長度劃分網格如下
7. 創建作業并提交分析
8.
展開 CONWEP爆炸沖擊模型簡介與應用 ￥78.8
CONWEP（Conventional Weapons Effects Program） model是一種比較常用的爆炸沖擊經驗模型，可用于自由空氣場爆炸和近距離爆炸計算，它最早由Kingery 和Bulmash于1984年建立。1990年，美國軍方基于該模型以及TM 5-855-1（軍方技術手冊-常規武器防爆設計基礎，Restricted Access）中大量的爆炸試驗數據，發展了一套常規武器效能評估程序，這套程序也有獨立的軟件-ConWep，這個軟件不太好找，不過CONWEP model也內置于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模型簡介
CONWEP模型考慮空氣的可壓縮性與輕質的特點，忽略了空氣的剛度與慣性效應，因此使用它進行空中爆炸分析時不用為空氣介質建模，僅有結構模型參與爆炸響應計算就可以，這樣在較高的精度范圍內，大大節省了爆炸分析的計算量。
CONWEP模型定義界面
在Abaqus中，只需要定義起爆點、結構上的爆炸載荷作用面、爆炸類型和炸藥的TNT當量即可，內置的CONWEP模型可以據此計算出爆炸載荷曲線中的載荷到達時間、最大超壓、超壓時間、指數衰減因子等參數。
展開 
LS-DYNA | 水下遠場爆炸結構毀傷工程算法 ￥150
wx_fmt=gif"> </p><p class="ql-align-center">圖 薄壁圓桶變形的動態過程</p><p><span style="background-color: rgb(249, 110, 87); color: rgb(255, 255, 255);">小結與思考</span></p><p> （1）*LOAD_SSA對與遠場計算能同時兼顧精度和計算效率，滿足工程計算要求；</p><p>（2）爆炸載荷是按球形TNT炸藥水下爆炸經驗載荷公式加載，其余類型炸藥需轉換為能量等效的球形TNT藥包；</p><p>（3）計算模型<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/hypermesh" rel="noopener noreferrer" target="_blank">網格</a>單元的法向必須指向外側；</p><p>（4）需在kg-m-s單位制下建立模型。</p><p><br></p><p> </p><p><strong>付費內容為計算K文件和建模視頻講解，謝謝支持！</strong></p>
展開 使用 RADIOSS 提高船舵對近距離爆炸事件沖擊載荷的抵御能力
行業：海事
挑戰：評估船舵組件對近距離爆炸沖 擊載荷的抵御能力。
Altair 解決方案：使用 HyperWorks 對船舵進行顯式動力學分析。
優點：強化舵承支架以提高抗彎強度。
客戶介紹
海事、造船和近海產業的工程師需要面對物理空間受限、極端氣候條件、 深水和遠程位置等各種設計挑戰。這些約束條件讓工程師的工作環境變得非常 極端，使他們很難開發出有效、可靠和安全的作業平臺。而使用仿真技術能提 高設計效率并減少實際測試成本，因此它始終是應對海運業工程設計挑戰的最 佳方法之一。
Assystem 擁有 50 年的行業經驗，是全球最大產業集群的關鍵合作伙伴之 一。該產業集群包括：空客、阿海琺、阿爾斯通、EDF、EADS、通用電氣、 奔馳、標致、雷諾、勞斯萊斯、賽峰集團和泰雷茲等。 Assystem 工程設計團隊的宗旨是：設計和開發滿足未來需求的產品和服 務、打造優質產品并確保其在整個生命周期內得到最優使用，以及協調和完成 項目與基礎設施的實施。秉承上述宗旨，Assystem 工程設計團隊取得了輝煌 成績，深得客戶信任。
項目背景
修改船舶舵機的設計方案后，需要在安裝前對船舵組件在經受近距離爆炸 事件時的沖擊載荷抵御能力進行評估。
為解決這一問題，Assystem 采用彈塑性材料模型進行了顯式動力學分析。 在此過程中，Assystem 利用 Altair 的高性能有限元前處理軟件 HyperMesh 生 成網格，隨后在先進的結構求解器 RADIOSS 中進行分析，并通過后處理工具 HyperView 核查得出的結果。他們對多種載荷情況進行仿真測試并得出結果， 以確保找出制約抗沖擊性的因素。
展開 利用LS-DYNA的球心爆炸模擬
球殼結構作為一種常見的結構形式，被廣泛應用于體育館，儲煤倉，核反應堆，科技館等一系列重要的公共結構，如何采取合理的工程措施以減少恐怖爆炸襲擊帶來的危害，逐漸成為越來越多的工程師關注的問題。爆炸產生的沖擊波特性研究包括炸藥爆轟過程以及其相應的物理效應、爆炸的特點、能量釋放以及沖擊波荷載形成的機理。往往在真實的爆炸發生時，爆炸波的傳播將受到周圍障礙物的影響，變化的地形、周圍建筑物的分布以及建筑本身的形狀都將改變爆炸波的傳播規律，從而使其對于結構作用的分布規律也變得比較復雜。特別是對于大跨空間結構，除了由于與起爆點與結構上各點之間距離不同導致爆炸產生的空氣沖擊波傳遞到結構表面存在時間差異外，由于大跨結構體型豐富的特點，還存在沖擊波傳播到達結構時在結構表面上發生反射以及繞射現象等問題。因此，使得大跨空間結構的爆炸問題的研究變得十分復雜，難以直接用從前的方法進行設計。因此，在當今復雜的社會形勢下，如何進行結構的抗爆方面的防護設計正逐漸成為各國學者以及土木工程師關注的研究熱點，而進行結構抗爆設計的首要問題就是要合理確定建筑物表面所遭受的爆炸荷載。數值模擬的方法不僅節省了爆炸實驗所耗費的巨大成本，而且同時還解決了由于爆炸的強瞬時性帶來的實驗現象及實驗過程難以觀測和記錄的問題。若應用LS-DYNA計算爆炸問題則可簡便地獲得爆炸流場和結構壁面爆炸載荷，是建筑結構抗爆問題研究的一種有力工具；從某種程度上來講，數值模擬可以極大地豐富爆炸問題的各種數據，使從前在試驗中難以操作的問題得以實現。本文將利用ANSYS/LS-DYNA對球殼結構進行爆炸載荷下的數值仿真。
利用ANSYS作為前處理軟件建立帶有球殼結構的爆炸有限元模型，如下圖所示，模型中包含炸藥、空氣結構，設置炸藥位于球殼結構的中心。
展開 爆炸載荷工程算法——LB與LBE方法
較為常用的爆炸數值計算方法是ALE方法，ALE方法需要建立空氣歐拉網格，計算小模型時需要的計算時間還能接受，但模型較大時，計算時間的成本成倍的增加，并且計算的精度受網格尺寸的影響較大。為了快速的進行計算，現在有兩種工程計算方法，即*LOAD_BLAST和*LOAD_BLAST_ENHANCED方法。
2 LB方法計算
計算模型中只需建立靶板的模型，無須建立空氣域網格。在靶板模型下表面（迎爆面）建立了*SET_SEGMENT（段）壓力加載面，主要用于沖擊波壓力在靶板上的加載。
靶板的變形結果如下，計算得到靶板的最大變形量為7.4 cm。
3 LBE方法計算
此種方法只需要建立目標周圍的空氣域，空氣域最好將整個目標都包括進去，這樣就能沖擊波就能傳遞到所有的目標體上；在空氣域迎爆面一側的表面需要建立一個壓力加載層（ambient layer）。
靶板的變形結果如下，計算得到靶板的最大變形量為8.42 cm。
試驗測得的鋼板變形量為7.9 cm，LB方法計算結果為7.4 cm，較試驗值低了6.3%；LBE方法計算結果為8.42 cm，較試驗值高了6.6%。結果表明兩種方法的計算結果與試驗結果的誤差均在10%以內。
展開 國內儲存容器未來發展的一大趨勢—覆土罐，只欠東風了！
其中，第四項標準為《覆土式鋼制儲存容器設計規范》，該標準規定了覆土罐的適用范圍、總則、結構、材料、載荷、設計計算和制造、檢驗與驗收的要求，將會是覆土罐設計的主要標準依據。本文摘自該征求意見稿，對覆土罐做一個簡單的介紹。
（一）覆土罐的基本結構
典型覆土罐相關元件名稱及結構簡圖如下圖所示：
（二）覆土罐設計需考慮的載荷
覆土罐設計應考慮以下載荷，綜合考慮所有相關因素、失效模式和足夠的安全裕量，以保證具有足夠的強度、剛度、穩定性等：
a) 容器自重；
b) 介質自重；
c) 設計內壓及液柱靜壓力，當液柱靜壓力小于設計壓力的5%時，可忽略不計；
d) 充水重量；
e) 試驗時壓力；
f) 設計真空度；
g) 覆土載荷；
h) 不均勻基礎載荷或支座反力；
i) 作用于覆罐本體的軸向摩擦力；
j) 地震載荷；
k) 蒸汽云爆炸載荷；
i) 覆土上部檢修載荷；
m) 覆土上部的雪載荷；
需要時，還應考慮下列載荷：
n) 來自管道的外部載荷，溫度和壓力急劇波動的沖擊載荷、流體沖擊引起的反力等；
o) 在運輸或吊裝時的作用力。
上述列舉的覆土罐需要考慮的載荷，與常規地上容器對比，可知：覆土罐重點還需要考慮覆土載荷、不均勻基礎載荷、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。
展開 使用RADIOSS提高船舵對近距離爆炸事件沖擊載荷的抵御能力【轉】
項目背景
修改船舶舵機的設計方案后，需要在安裝前對船舵組件在經受近距離爆炸 事件時的沖擊載荷抵御能力進行評估。為解決這一問題，Assystem 采用彈塑性材料模型進行了顯式動力學分析。 在此過程中，Assystem 利用高性能有限元前處理軟件 HyperMesh 生 成網格，隨后在先進的結構求解器 RADIOSS 中進行分析，并通過后處理工具 HyperView 核查得出的結果。他們對多種載荷情況進行仿真測試并得出結果， 以確保找出制約抗沖擊性的因素。
“借助 HyperWorks 仿真套件，Assystem 成功確定了船舵遭受近距離爆炸時的抗沖擊性能。在此基礎上，我們很快找出了設計方面的問題，并加以解決和優化。”
David Hunt 首席應力工程師 Assystem
Assystem 將測試案例與憑經驗得出的解決方案的比較結合起來，通過查看內置質量核查以及監測輸出對模型進行校驗。除強度校核外，Assystem 還評估了截面受力和密封位移情況。基于這些分析結果，設計方案得到了大幅度優化。
解決方案
在成功構建出舵機及其附近船體結構的有限元模型后，研究人員向模型施加了與爆炸事件所產生沖擊載荷強度相 同的載荷，并對模型的抗沖擊情況進行了檢查和評估。
此外，他們還對船舵組件及其附近的一部分船體結構施加了壓力和速度隨時間變化的脈沖波。隨著對塑性應變、 密封偏差和截面受力情況的監測，相應結構得到確定。他們分別考慮了多種情況，每種情況下都會向三個主軸同時施 加載荷。
此分析過程通過 RADIOSS 完成。RADIOSS 是一款功能強大的設計工具，被廣泛應用于全球各個行業，能有效提高結構設計的抗沖擊性、安全性和工藝性。
展開 CFD在石化行業的應用領域
CFD在石化行業的應用領域
石油石化設備內的流動、傳熱及多物理場耦合問題；
受限空間的仿真：液化石油氣、天然氣等的爆炸，氣體擴散等；
石化場所的風險分析；
儲罐破裂泄漏導致的物料損失分析，圍堰（防火墻）的設計與優化；有毒、可燃氣體擴散、爆炸、火災；
環境影響研究（煙羽，各種氣體擴散，水污染等等）
氣體擴散火災爆炸定量風險分析
意外的氣體爆炸能夠導致嚴重的破壞，并使得小事件積累成為大事故。防止這樣事件的發生或降低事故發生后的后果，需要對氣體爆炸有良好的理解，并能夠將這種理解轉變為實際的理解和措施。氣體爆炸定義為一個預混氣體空氣云團燃燒引起壓力快速增加的過程。氣體爆炸可能發生在加工設備或管路內，建筑物中或海上單元，在加工區域或無約束區域。氣體爆炸是下圖表述時間鏈的一部分。當分析氣體爆炸的危險時，有必要分析這些事件中的泄漏產生，經過擴散和混合（包括通風條件），點燃，爆炸和結構對爆炸的響應。
對爆炸風險管理來說，最重要的目的就是將爆炸導致不可接受的結果的可能性降低到可接受水平。達到這樣目標的手段應當至少滿足下列要求之一：
降低爆炸發生的可能性
技術上控制爆炸，將爆炸載荷降低到可接受的程度
減輕爆炸后果并減少因爆炸載荷造成的連鎖事故的可能性作為這些要求的結果，有必要量化爆炸概率、爆炸載荷和結構對爆炸的響應。
通風分析
通風研究的主要目的是為了定義在擴散模擬中使用的一系列典型的通風情況，通風模擬的結果可輸入擴散模擬，從而模擬在真實通風情況下的氣體泄漏和氣云聚積情況。
CFD可模擬復雜幾何區域的外部風場及內部通風環境，以分析區域內的風速與空氣溫度對區域內工作人員的綜合影響。
展開 
基于ABAQUS的CONWEP爆炸荷載動態加載下蜂窩狀網狀夾層結構變形數值模擬
空氣中的爆炸會形成高質量的高度壓縮氣體，其與周圍空氣相互作用，產生向外傳播的沖擊波。ABAQUS通過CONWEP模型提供的經驗數據結合入射波加載定義，可以定義這種由于空氣爆炸引起的荷載效應，其中入射波可分為：球形入射波（空氣爆炸）或半球入射波（表面爆炸），本例采用球形入射波定義。
CONWEP是來源于美國軍方實驗數據的爆炸載荷計算方法，用于自由空氣場中爆炸和近距離爆炸計算。在ABAQUS中，當給定的起爆點、加載面、爆炸類型和TNT當量，即確定了CONWEP模型的爆炸沖擊壓力歷程曲線如圖1所示，可見該曲線包含以下經驗參數：由入射壓力和反射壓力構成的的最大超壓（高于大氣壓），沖擊壓力到達時間，超壓持續時間和指數衰減系數。
圖1 爆炸產生的沖擊波壓力時程曲線
由于沖擊波產生的超壓即總壓力是入射壓力，反射壓力和入射角的函數，被定義為加載表面的法線與加載面任意點指向爆炸點的矢量之間的角度。因此總壓力定義為：
本例將以空氣爆炸產生沖擊波對蜂窩狀網狀夾層結構的影響為例展示其非線性分析能力。
幾何模型與網格劃分:
蜂窩狀網狀夾層結構幾何模型如圖2所示，夾層結構由方形蜂窩芯組成，垂直腹板焊接在頂板和底板上。整個夾層板結構的尺寸為610×610×61mm。 夾層結構位于X-Y平面中，而爆炸源在夾層結構的頂板的中心垂直上方（沿z方向）100mm。頂板和底板厚5毫米，方形蜂窩芯板厚0.76毫米，蜂窩網之間的間距為30.5mm。
由對稱性取四分之一進行建模，使用31×31×5個C3D8R單元將頂底兩個板離散化，蜂窩芯沿著芯的高度使用30層S4R殼單元，如圖3所示。
展開 輕質掛板對于橋墩的抗爆性能研究
參賽作品_輕質掛板對于橋墩的抗爆性能研究.docx
輕質掛板對于橋墩的抗爆性能研究
1、研究背景
橋梁在交通系統中發揮著重要作用，在恐怖襲擊和意外事故導致爆炸作用下發生損傷或垮塌的情況時有發生。橋梁設計雖然考慮了風載荷、地震載荷、車輛撞擊載荷等因素，但通常未考慮爆炸荷載作用下的響應和防護。隨著材料研究的發展，將輕質掛板安裝于結構表面降低結構在爆炸荷載作用下的損傷已成為一種新型防護方法，受到了越來越多的關注。此類掛板由面板和密度較低、易壓縮、吸能效率較高的多孔材料或輕質結構芯層構成，可吸收部分爆炸能量，降低傳遞到被保護結構的能量從而達到防護效果，在建筑結構爆炸防護領域得取得了一定成果，然而在橋梁爆炸防護領域未見報道。本研究使用非線性顯式有限元軟件ANSYS/LS-DYNA，通過試驗驗證過的數值建模方法建立橋墩受爆炸載荷模型，對爆炸載荷作用下安裝掛板與否兩種情況下橋墩的損傷進行對比，并對影響掛板防護性能的重要因素進行參數分析，所得結論對掛板在橋墩爆炸防護中的應用具有一定指導意義。
2、材料模型
爆炸試驗數值模型中涉及的主要材料包括炸藥、空氣、混凝土和鋼
炸藥材料采用高能炸藥HIGE_EXPLOSIVE_BURN模型和Jones-Wilkins-Lee（JWL）狀態方程，等熵表達式為：
空氣采用空物質材料模型MAT_NULL和線性狀態方程LINEAR_POLYNOMINAL進行模擬，其線性多項式狀態方程為：
在爆炸沖擊等強動載作用下，混凝土需要考慮應變率效應。本模擬采用73號K&C模型（MAT_CONCRETE_DAMAGE）模擬混凝土材料，通過輸入動力增大系數（DIF）與應變率的曲線來考慮混凝土的應變率效應。
展開 LS-DYNA | 爆炸對磚墻的作用
爆炸載荷的添加有若干方法：
1 ALE法
2 PBM法
3 沖量加載法
4 COMWEP法
5 CE/SE + CONWEP
用dytran作模擬的文獻
鎢合金易碎動能穿甲彈穿甲有限元模擬與分析.PDF
船用加筋板架爆炸載荷下動態響應數值分析.PDF
基于DYTRAN軟件的水下爆炸數值計算.PDF
水下爆炸沖擊波的數值模擬研究.PDF
