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</strong></li><li class="ql-align-justify">付費(fèi)文件包括：K文件，采用<strong>三維SPH算法，PBX9501炸藥的沖擊起爆過(guò)程</strong>仿真K文件和答疑聯(lián)系方式，文件包括<strong>SPH單元網(wǎng)格和原始Solid單元網(wǎng)格</strong>。

它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動(dòng)力分析為主，兼有靜力分析功能；以有限元算法為主，兼有SPH、EFG、控制體積等算法。LS-DYNA在工程界得到廣泛應(yīng)用，并被公認(rèn)為是最佳的顯式分析軟件，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無(wú)數(shù)次對(duì)比證實(shí)了其仿真計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性。

然而，傳統(tǒng)SPH方法存在著拉力不穩(wěn)定、鄰近粒子搜索、邊界施加困難等問(wèn)題，其精度和穩(wěn)定性較難控制，并且SPH方法對(duì)計(jì)算資源需求通常較其它方法更高。

本研究首先通過(guò)爆炸沖擊鋼板臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)比分析ALE算法和SPH算法中鋼板的最大殘余變形量、鋼板動(dòng)能與內(nèi)能，并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證SPH法的精度。其次建立某軍用車輛和大口徑榴彈有限元模型，并對(duì)淺埋榴彈爆炸形成自然破片的過(guò)程進(jìn)行仿真。最后以某軍用車輛為例，分析了淺埋榴彈爆炸，沖擊波和破片聯(lián)合作用下的車身結(jié)構(gòu)損傷情況。

1、模型簡(jiǎn)介計(jì)算模型及尺寸如圖1所示（省略空氣），其中殼體和靶板采用拉格朗日算法，殼體和靶板均采用45#鋼，并在材料模型種定義失效參數(shù)，炸藥、藥型罩和空氣則采用ALE算法，流體和固體之間通過(guò)*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關(guān)鍵字進(jìn)行耦合。

為了方便起見(jiàn)，彈頭和靶板采用相同材料，材料參數(shù)來(lái)自abaqus幫助文檔。

wx_fmt=png"></p><p>圖&nbsp;自適應(yīng)FEM-SPH過(guò)程</p><p>以彈丸侵徹雙層靶為例，對(duì)比自適應(yīng)FEM-SPH算法和拉格朗日算法的區(qū)別。彈丸垂直侵徹，速度為500m/s，兩層靶板中間部分采用自適應(yīng)FEM-SPH算法，其余部分采用拉格朗日算法。彈丸和靶板采用J-C材料本構(gòu)。

1、模型簡(jiǎn)介計(jì)算模型及尺寸如圖1所示（省略空氣），其中殼體和靶板采用拉格朗日算法，殼體和靶板均采用45#鋼，并在材料模型種定義失效參數(shù)，炸藥、藥型罩和空氣則采用ALE算法，流體和固體之間通過(guò)*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關(guān)鍵字進(jìn)行耦合。

* SPH流體動(dòng)力學(xué)方法SPH流體動(dòng)力學(xué)方法，計(jì)算速度相對(duì)快，主要是對(duì)流體和固體進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)?em>SPH是基于Lagrange的，其流固耦合計(jì)算十分簡(jiǎn)單，SPH的熱固耦合亦非常優(yōu)秀，大部分的材料模型都能使用。SPH流體動(dòng)力學(xué)方法如視頻中左圖所示，鳥(niǎo)撞發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是一種典型的SPH的應(yīng)用。右圖是一種結(jié)構(gòu)撞擊問(wèn)題，SPH可能會(huì)存在數(shù)值不穩(wěn)定的問(wèn)題。

圖 2 相同工況下碎片云幾何尺寸對(duì)比圖 3 防護(hù)屏穿孔形貌對(duì)比表3 特征參數(shù)試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算對(duì)比小結(jié)采用SPH算法研究彈丸超高速撞擊，彈丸和靶板的SPH粒子大小盡量保持一致，并且SPH粒子尺寸盡量細(xì)化，才能準(zhǔn)確的模擬出碎片云的幾何形貌特征和尺寸參數(shù)；AUTODYN和LS-DYNA兩種軟件均能模擬超高速撞擊，但是AUTODYN自帶碎片識(shí)別功能，為后續(xù)碎片云參數(shù)分析帶來(lái)極大的方便

上述幾種接觸算法的對(duì)比見(jiàn)下表：

鳥(niǎo)體與葉片接觸圖鳥(niǎo)擊的馮-米塞斯應(yīng)力動(dòng)畫鳥(niǎo)擊的馮-米塞斯應(yīng)力動(dòng)畫鳥(niǎo)擊的等效塑性應(yīng)變動(dòng)畫鳥(niǎo)擊的等效塑性應(yīng)變動(dòng)畫模擬結(jié)果與實(shí)際鳥(niǎo)擊事件對(duì)比模擬結(jié)果與實(shí)際鳥(niǎo)擊事件對(duì)比鳥(niǎo)類撞擊的結(jié)論所有組件遵循每個(gè)元素，節(jié)點(diǎn)和部件一致編號(hào)模式，以快速準(zhǔn)確建立模型；邊界條件和負(fù)載條件模擬了實(shí)際場(chǎng)景；添加的質(zhì)量縮放百分比為6.67%，低于10%

圖 1.3 VirtualFlow與Andrea Colagrossi等人結(jié)果對(duì)比圖將H1監(jiān)測(cè)點(diǎn)的結(jié)果與Andrea Colagrossi等人SPH方法的結(jié)論和Zhou[2]等人的試驗(yàn)測(cè)量值的對(duì)比結(jié)果如圖1.4所示。圖 1.4 H1監(jiān)測(cè)值對(duì)比圖總結(jié)VirtualFlow軟件準(zhǔn)確模擬了二維潰壩水流的發(fā)展。

該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率，從而影響爆炸（燃燒）前沿的傳播速度，產(chǎn)生熄爆或爆轟效果，已被廣泛應(yīng)用于爆炸和沖擊分析、火箭和導(dǎo)彈的推進(jìn)劑安定性研究、建筑和交通工具的火災(zāi)安全評(píng)估以及新型材料的燃燒特性測(cè)試等領(lǐng)域。 由于炸藥起爆過(guò)程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長(zhǎng)銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問(wèn)題，相比之下，ALE算法具有顯著優(yōu)勢(shì)。

如果在SPH模型中忽略輕流體（空氣），僅考慮重流體（水或油），那么在沒(méi)有粒子的void區(qū)域，流體的壓力和速度信息是空白的。反之，兩相流模型的計(jì)算域內(nèi)充滿了粒子，體積守恒和Shepard coeff=1更容易保證。 考慮 Windage 效應(yīng)的時(shí)候，必須采用氣-液兩相流，否則空氣的摩擦、輸運(yùn)效果無(wú)法仿真。

Mationis 等采用 Gidaspow 等提出的 Kinetic-Theory-Based 模型描述氣 - 固之間的相間作用，并采用 k-ε 湍流模型描述液相湍流，重點(diǎn)考察固體顆粒的時(shí)均速度、濃度分布以及雷諾應(yīng)力的變化，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。除了歐拉多流體模型之外，部分學(xué)者還采用 Euler - Lagrange 法模擬氣-液-固三相體系內(nèi)的流動(dòng)。