爆炸沖擊與防護(hù)的案例
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)數(shù)值仿真
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)數(shù)值仿真
劉粟濤1，周云波1，張 明1，孫曉旺1，葉龍學(xué)2
(1.南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 南京 210094；2.中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心， 武漢 430064)
摘要：針對(duì)爆炸沖擊波與高速破片對(duì)車輛的聯(lián)合毀傷問(wèn)題，采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)算法模擬榴彈在土壤中爆炸產(chǎn)生爆炸沖擊波與破片聯(lián)合作用下車輛底部結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。進(jìn)行爆炸沖擊鋼板試驗(yàn)，分別采用傳統(tǒng)的任意拉格朗日歐拉算法和SPH算法分析在爆炸沖擊下鋼板的動(dòng)能、內(nèi)能和破壞形態(tài)，并驗(yàn)證SPH算法的可行性；采用SPH算法對(duì)榴彈在車輛底部爆炸進(jìn)行數(shù)值仿真，分析榴彈形成自然破片的過(guò)程、破片速度分布以及車輛底部防護(hù)結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，淺埋榴彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波先于破片作用于車底結(jié)構(gòu)， 沖擊波作用效果為結(jié)構(gòu)大變形，破片作用效果為結(jié)構(gòu)局部破壞，并且SPH算法可應(yīng)用于爆炸沖擊波與破片聯(lián)合作用下車底結(jié)構(gòu)響應(yīng)的研究，為車輛防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞：試驗(yàn)臺(tái)架；車輛底部結(jié)構(gòu)；SPH算法；自然破片；數(shù)值仿真
1 引言
軍用地面車輛在戰(zhàn)場(chǎng)上面臨各式各樣的威脅，如埋雷、簡(jiǎn)易爆炸 裝置(IED)和其他動(dòng)能彈的威脅[1]。這些威脅通常攜帶裝在金屬外殼中的烈性炸藥。當(dāng)炸藥爆炸時(shí)，產(chǎn)生的高壓使金屬外殼膨脹破碎，并形成自然破片以非常高的速度傳播，最終產(chǎn)生的沖擊波和高速自然破片撞擊軍用車輛，對(duì)車輛及乘員造成損傷。
整車實(shí)爆試驗(yàn)是驗(yàn)證車輛防護(hù)性能最直接有效的方法，但由于其危險(xiǎn)性大、試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、不可重復(fù)等原因，在進(jìn)行車輛防護(hù)性能評(píng)估時(shí)，通常采用有限元仿真技術(shù)結(jié)合試驗(yàn)的方法，預(yù)測(cè)軍用車輛在各式威脅下車輛的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和車內(nèi)乘員的損傷情況，并為后續(xù)車輛防護(hù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)[2]。
展開 運(yùn)用LS/DYNA做過(guò)沖擊、爆炸、再沖擊的整個(gè)模擬過(guò)程
想問(wèn)一下有沒(méi)有人會(huì)運(yùn)用LS/DYNA模擬沖擊、爆炸、再沖擊的整個(gè)過(guò)程！求助啊
LS-DYNA模擬爆炸沖擊波-破片群在鋼制容器內(nèi)爆炸作用分析
使用LS-DYNA軟件可以有效模擬爆炸、沖擊等問(wèn)題，該文針對(duì)爆炸沖擊波-破片群在鋼制容器內(nèi)爆炸的作用過(guò)程進(jìn)行了模擬分析。
數(shù)值模型建立
圖1. 1/4模型圖
建立如圖所示的模型，其中裝藥采用60g炸藥；破片群以105顆直徑5mm的鎢合金鋼珠表示；鋼制容器為45號(hào)鋼材料，高20cm、直徑6cm、厚度4mm。網(wǎng)格如下圖所示。
圖2.網(wǎng)格示意圖
2.計(jì)算結(jié)果
裝藥起爆及驅(qū)動(dòng)破片飛散過(guò)程如下圖所示。
圖3. 炸藥起爆及驅(qū)動(dòng)破片飛散
通過(guò)模擬可看出，沖擊波先于破片作用于容器壁，并對(duì)容器產(chǎn)生破壞作用，使容器發(fā)生變形。
圖4. 炸藥先于破片對(duì)容器產(chǎn)生破壞
當(dāng)破片群到達(dá)容器壁處時(shí)，將與沖擊波一起對(duì)容器造成破壞。對(duì)容器壁的瞬時(shí)最大壓力將達(dá)到0.4MPa。
圖5. 爆炸沖擊波-破片群聯(lián)合作用
最終在爆炸沖擊波-破片群的共同作用下，容器將發(fā)生花瓣?duì)钇茐模淦茐某潭葘⑦h(yuǎn)大于二者的單獨(dú)作用。
圖6. 容器發(fā)生花瓣?duì)钇茐?/span>
展開 CONWEP爆炸沖擊模型簡(jiǎn)介與應(yīng)用 ￥78.8
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(guò)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)。
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碰撞|沖擊|爆炸|跌落版開通
經(jīng)過(guò)一段的時(shí)間的籌劃，碰撞|沖擊|爆炸|跌落版現(xiàn)已開通！
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展開 爆炸沖擊波毀傷夾層板
爆炸沖擊波毀傷夾層板
ABAQUS-水下爆炸沖擊損傷失效例題
ABAQUS-水下爆炸沖擊損傷失效例題
ABAQUS-水下爆炸沖擊損傷失效例題.docx
模型分享011——水下爆炸沖擊仿真 ￥29.9
和平年代水下及船體發(fā)生爆炸的情況并不多見，然而海上一旦發(fā)生爆炸，將對(duì)附近的船體和深潛設(shè)備產(chǎn)生永久的破壞和損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至可以將船體直接摧毀。
當(dāng)炸藥在地面發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸產(chǎn)生的能量主要以兩種形式進(jìn)行傳播，一種是爆炸產(chǎn)生的能量直接傳入地面介 質(zhì)中并形成直接的沖擊，這方面屬于是地下工程領(lǐng)域所要考慮的主要荷載；另外一種是以空氣沖擊波的形式在空氣中傳播，并且會(huì)在地表區(qū)域的介質(zhì)中產(chǎn)生沖擊波。對(duì)于水下炸彈的引爆，其過(guò)程大體可分為炸藥爆轟、沖擊波的形成和傳播、氣球的振蕩和上浮等三個(gè)階段。
如圖所示，建立了水下爆炸的幾何模型，模型整體采用CEL方法建立歐拉區(qū)域，共分為空氣、水體和炸藥三部分，空氣和水體的材料屬性中分別對(duì)密度、Eos狀態(tài)方程和粘度進(jìn)行定義，密度和粘度參數(shù)大家可以直接在網(wǎng)上檢索到，在此就不進(jìn)行介紹了。以下參數(shù)僅供參考，狀態(tài)方程中空氣波速和水體波速c0分別設(shè)置為340和1483（單位制：m，下同）。對(duì)于炸藥的參數(shù)，以TNT炸藥的參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置，材料需要定義JWL類型的EOS狀態(tài)方程，TNT的密度為1583，爆炸波速為6930，A為438440000000，B為4445000000，omega為0.35，R1為4.15，R2為0.9，爆炸點(diǎn)根據(jù)實(shí)際的位置進(jìn)行設(shè)置。材料屬性設(shè)置好之后，創(chuàng)建截面屬性時(shí)，需要將歐拉截面同時(shí)分配空氣、水和炸藥三種材料。
將模型倒入裝配后，在Step模塊中對(duì)分析類型進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)行Explicit顯示動(dòng)力學(xué)（CEL分析只能用顯示動(dòng)力學(xué)）分析，分析時(shí)間為50s。在場(chǎng)輸出中設(shè)置畫面為100幀的動(dòng)畫，場(chǎng)輸出變量與歷史輸出變量默認(rèn)，此外場(chǎng)輸出變量的默認(rèn)輸出項(xiàng)中就包括關(guān)于歐拉體的一些選項(xiàng)。
展開 lsdyna空氣域中爆炸對(duì)夾層板的沖擊
新手求解，我建立了1/4模型0.5*0.5*1m的空氣域模x 將夾層版設(shè)置一個(gè)部件，空氣域和tnt設(shè)成一個(gè)部件連接方式我尋思用歐拉/拉格朗日耦合但是不知道哪出問(wèn)題了。求連接方式
LS-DYNA | 爆炸沖擊波對(duì)蜂窩鋁板的作用
有需求聯(lián)系qq：1772619227
炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件V2.4
圖4-2 自由場(chǎng)入射波超壓時(shí)間計(jì)算曲線
同理，計(jì)算地面爆炸入射波超壓曲線、近地爆炸反射波超壓時(shí)間曲線。見圖4-3、圖4-4。右下角中的更新繪圖可輸入xy范圍，更新繪圖范圍，點(diǎn)擊保存數(shù)據(jù)，將不同距離的P-t曲線數(shù)據(jù)保存，保存位置見軟件所在的文件夾。
圖4-3 地面爆炸入射波超壓曲線
圖4-4 近地爆炸反射波超壓時(shí)間曲線
4.3 計(jì)算p-R曲線
圖4-5為炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件的不同距離處的自由場(chǎng)爆炸沖擊波入射波超壓峰值，通過(guò)點(diǎn)擊主界面的計(jì)算P-R曲線，顯示出爆炸沖擊波超壓與距離曲線的界面。
圖4-5 不同距離處的自由場(chǎng)爆炸沖擊波入射波超壓峰值
圖4-6為炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件的不同距離處的地面爆炸沖擊波入射波超壓峰值，給出不同模型的P-R曲線。
圖4-6 不同距離處的地面爆炸沖擊波入射波超壓峰值
圖4-7為炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件的不同距離處的近地爆炸沖擊波入射波超壓峰值，給出不同模型的P-R曲線。
圖4-7 不同距離處的近地爆炸沖擊波入射波超壓峰值
圖4-8為炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件的不同距離處的近地爆炸沖擊波到達(dá)時(shí)間，給出不同模型的T-R曲線。
圖4-8 不同距離處的爆炸沖擊波到達(dá)時(shí)間
圖4-9為炸藥爆炸沖擊波威力場(chǎng)計(jì)算軟件的不同距離處的爆炸沖擊波正壓作用時(shí)間，給出不同模型的T-R曲線。
展開 
《巖土中的沖擊爆炸效應(yīng)》-錢七虎 ￥5
《巖土中的沖擊爆炸效應(yīng)》-錢七虎
爆炸與沖擊中的一些數(shù)值仿真方法
Figure 6 Autodyn中SPH和FEM耦合
總而言之，在爆炸沖擊計(jì)算過(guò)程中，有很多的計(jì)算方法，其宗旨在于更精確的結(jié)果，更高的計(jì)算效率和更方便的建模。
來(lái)源：CAE技術(shù)資訊
作者： 卞曉兵
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