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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

模擬涉及兩個步驟，并且從兩個步驟中都導出變形數據集： 沖擊分析：這是模擬時間的 0 - 0.1ms，即沖擊發生時。 沖擊后分析：這是沖擊狀態后 1 秒，此時允許振動衰減以避免變形中出現任何不必要的噪聲。

本文是四部分系列中的第四部分，它涵蓋了相機鏡頭的顯式動態模擬，以及對光學性能的影響。使用Ansys Mechanical和LS-DYNA對相機在地板上的一系列沖擊和彈跳過程進行顯式動力學模擬，其中 LS - DYNA 用于解決跌落物理問題，然后通過STAR工具將其導入Ansys Zemax OpticStudio Enterprise，進而研究對光學性能產生的影響。

由于ANSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗數據，計算結果如圖1、2所示：圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結構響應圖2 試驗值與數值計算結果比較 計算結果映射（Remap）技術 傳統的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結構的相互作用

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。

這是 ANSYS 工程實戰 第 57 篇文章問題描述：用有限元軟件分析沖擊問題，一直是很多仿真工程師覺得比較難的，并不是操作難，而是因為計算結果和試驗結果差異較大，這里用 ANSYS Workbench 分析沖擊問題，大家共同探討。1.

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。

由于ANSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗數據，計算結果如圖1、2所示：圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結構響應圖2 試驗值與數值計算結果比較 計算結果映射（Remap）技術 傳統的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結構的相互作用

很多人將CAI測試誤解為單一的沖擊實驗，實則不然——它是一套完整的系統性能評估流程，核心目的是模擬復合材料在實際服役中“遭遇低能量沖擊后繼續承載”的嚴峻工況，精準考核材料受損后的剩余壓縮強度。

結構 強度分析：結構在一次加載下的承載能力； 疲勞分析：在時序變化載荷作用下的耐久性問題，主要使用nCode軟件； 熱分析：仿真結構受熱后的溫度分布及熱變形熱應力； 振動分析：結構振動問題，是否會有共振； 沖擊問題：結構在短時間內承受沖擊載荷的能力，碰撞問題、跌落問題都屬于沖擊問題，在ANSYS Workbench可使用顯式動力學分析功能進行沖擊問題仿真

在P1 試樣區，按試樣分布示意圖截取試樣，分別做徑向拉伸、沖擊試驗；截取431 ～438 試塊做落錘試驗；截取441 ～446 試塊做斷裂韌性試驗；截取351 試棒做H 含量分析及成品分析。超聲檢測要求飛輪體鍛件調制完畢，并經粗加工后對鍛件進行百分百的超聲檢測。超聲檢測結果符合標準JB/T 1269-2014 中5.3 的要求，具體見表3。

該步驟尚不支持 3D模擬，因此仿真以 2D 形式進行，仿真時需要關閉沖擊電離模型，器件偏置掃描至擊穿電壓以上。關閉沖擊電離模型是因為在后續的步驟2中我們會使用雪崩觸發概率 （ATP） 模型，這會使仿真變得簡單直接（沖擊電離模型的典型 CHARGE 方程出現收斂問題的概率非常低）。

1.超聲技術A.聚偏二氯乙烯壓電探頭采用金屬化的聚偏二氯乙烯(PVDF)膜作為超聲無損檢測的探頭，已成功應用于超聲回波，透波及應力波的檢測之中。具有質輕、靈便、超薄及廉價特性，比傳統的陶瓷壓電探頭響應頻帶寬，且不需要任何偶合劑。B.超聲偶合技術采用橡膠襯墊式探頭，不使用液體偶合劑，即干偶合技術。根據材料內聲能的變化來檢測粘接接頭的質量，非常適合于快速探測缺陷。