ansys模擬子彈穿鋼板的案例
基于ANSYS WorkbehcnLS-DYNA和Explicit Dynamics侵徹分析子彈穿靶 ￥4
本文以一顆子彈擊穿雙層鋼板的動力問題分析為例介紹侵徹分析的實現(xiàn)方法。以workbench9.0版本基礎(chǔ)，調(diào)用LS-dyna模塊和Explicit Dynamics模塊進行計算并對結(jié)果進行比較。
1、問題描述
直徑15mm、長45mm的子彈以1000m/s的初始 n速度垂直射向兩層鋼板，鋼板尺寸均150mmX150mm，厚度均為8mm，鋼板間距為55mm，具體尺寸詳下圖1所示：
圖1 子彈及鋼板幾何尺寸（單位：mm）
建立模型
選擇Explicit Materials材料分組，選擇STEEL 1006型鋼材，該類型的鋼采用Johnson Cook模型定義材料的強度，Johnson Cook模型適用于高應(yīng)變率材料行為，對于子彈擊穿鋼板問題采用該模型是合適的。另外，子彈穿靶過程中伴隨著部分材料失效的行為，因此還需要添加材料失效模型，Workbench中提供多種材料失效模型，在這里我們選擇Johnson Cook失效模型。
分別建立兩組模型，一個了子彈穿透一塊鋼板，另一組是子彈穿透兩塊鋼板。
第一組分析，先抑制住第二塊板，鋼板材料選擇成STEEL 1006，子彈選擇成rigid。顯式分析，單元為一階單元。鋼板層數(shù)一般要大于兩層，以防止沙漏現(xiàn)象。體與體的接觸選擇成frictional接觸，摩擦系數(shù)設(shè)置0.15，動力摩擦系數(shù)設(shè)置0.1。當然也可以由于模型的對稱性，建立1/4模型進行計算。本案例是全模型。仿真時間為6e-5s。初始速度的添加必須在是initial condition下添加進行初始速度添加，而不是在求解里添加強制速度，這個要重視。速度為1e6mm/s。這里的單位制是mms。鋼板四周固定約束。
第二組分析是將第二塊鋼板解除抑制，時間改為1.8e-4s。兩個鋼板固定約束，其他條件均不改變。
展開 基于ANSYS/AUTODYN的破片穿靶模擬(2D；球形）（具體后處理見下一期，爭取上傳視頻）
fragment_impact.avi
鎢球侵徹鋼板模型示意圖
第一步，初始化設(shè)置
(1) 啟動AUTODYN，雙擊“aytodyn.exe”；
(2) 打開新的工程；
(3) 選擇工作目錄，輸入名稱“fragment_impact”；
(4) 選擇“2D”軸對稱；
(5) 選擇單位制“mm”“mg”“ms”。
第二步，選取材料
(1) 在導航條中選擇“Materials”，加載材料數(shù)據(jù)；
(2) 從材料庫中選擇一下材料，“STEEL1006”“YUNG.ALLOY”；
(3) 選擇“STEEL1006”材料，單擊“Modify”修改材料參數(shù)；
（4）選擇“Geometric Strain”為侵蝕模型，輸入侵蝕應(yīng)變?yōu)椤?”，即200%，類型選擇為“Instantaneous”；
(5) 選擇“TUNG.ALLOY”材料，單擊“Modify”修改材料參數(shù)；
(6) 選擇“Geometric Strain”為侵蝕模型，輸入侵蝕應(yīng)變?yōu)椤?”類型選擇為“Instantaneous”；
(7) 點擊確定。
第三步
(1) 在導航條上選擇“Init.Cond.On”；
(2) 單擊“new”；
(3) 輸入“frag_vel”作為初始條件的名稱；
(4) 保持默認的“Velocity Only”不變；
(5) 輸入“X-velocity”為“1000”；
(6) 點擊確定。
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