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1、案例介紹 分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態力學行為，如應力-應變關系、應變率效應、溫度效應以及失效模式等。 本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內容。

圖1（a）所示的SRG，可以通過幾種方法製造，如電子束寫入，光刻，納米壓印，或鑽石車削。與VHG不同，SRG沒有空間變化的折射率。相反，光柵的表面是由周期性的微結構組成的。為了對SRG進行建模，需要採用類似傅里葉模態法（也叫RCWA）的算法。本文將介紹VHG的工具。

項目偏好...文件夾：Ince-Gaussian 模態對於具有橢圓對稱增益孔徑的雷射腔設計，近軸波動方程的適當解由 Ince-Gaussian 模態提供。這些模態的電場分佈可以寫成 Ince 多項式。 Miguel A. Bandres 和 Julio C.

1 問題介紹 霍普金森拉桿（Split-Hopkinson Tension Bar, SHTB）相比于與傳統的霍普金森壓桿（Split-Hopkinson Pressure Bar, SHPB），兩者的加載方式、應用場景及技術難點存在顯著差異。

一般材料在準靜態和沖擊載荷下的力學性能存在著較大的差異，即應變率相關性，隨著應變率的增加，慣性效應與研究對象的物理性能（應變率效應）分離開來。下表為各種加載方式所能滿足的加載應變率范圍以及對應力波的影響。目前，在高應變率沖擊測試中，人們普遍使用的是Hopkinson(霍普金森)桿，霍普金森裝置，英文簡稱 SHP(T)B，應變率范圍 102～104。

1.1.引言autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。

利用測速器可以獲得子彈的打擊速度，粘貼在彈性桿上的應變片所記錄下的應變脈沖可以用來計算材料的動態應力、應變參數。 圖 1 霍普金森桿示意圖 SHPB實驗的基本原理建立在二個基本假定的基礎上，即一維假定(又稱平面假定)和應力均勻假定。

在一般的認知中，以上的方法並不能產生具有“最佳形態”或是“校正曲線”的透鏡，意思是無法製造出能完美修正像差，同時又可配合所有鏡片屈光率的微小基本曲線半徑。可產生最佳成像品質的鏡片設計會根據配戴者和視覺環境的不同而存在極大的差異。舉例來說，以近軸成像(只有單一視場0°)以及光視覺(photopic)為目標的鏡片具有負的基本曲線，約為-5.50D。另一方面，閱讀用的透鏡設計通常會有較高的前表面屈光率。

表1 GFRP與常見金屬材料的物理性能對比研究材料的沖擊動態性能常用的有落錘沖擊試驗、泰勒沖擊試驗、分離式霍普金森壓桿試驗（Split Hopkinson pressure bar，簡稱SHPB），本文將使用SHPB技術對GFRP的動態性能進行研究，利用二波法對波形數據進行處理，得出材料不同應變率的應力-應變曲線和應變率-時間曲線。

我們在一個光學系統中有幾組透鏡元件，它們沿著光軸沿著預定義的軌跡移動，從而提供了光學系統最終焦距（變焦係數）的變化。在 Alvarez變焦鏡頭的情況下，我們有一對所謂的Alvarez鏡頭，這些鏡頭元件相互之間的橫向位移提供了光學系統焦距的變化。傳統變焦鏡頭與 Alvarez變焦鏡頭的主要區別在於，傳統系統鏡頭沿光軸運動，而Alvarez系統鏡頭則沿垂直於光軸的方向運動。

更多的研究是進行少量試驗，結合CAE仿真以更低成本的研究材料在不同參數下的性能變化，同時可以對試驗進行誤差分析和結果驗證。Ls-Dyna則是動態沖擊仿真領域的先驅者和領導者。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;本文通過一個簡單案例介紹通過Workbench Ls-Dyna軟件完成霍普金森桿沖擊的一般流程。

<p>霍普金森壓桿系統通常用于巖石、混凝土材料動力特性研究。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>案例介紹基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真，首先比較【完全熱固耦合】和【一般動態顯式分析】兩種分析類型結果異同，然后進一步分析【不同溫度下JC金屬鋁】反射波、透射波曲線特點。

<p>上一篇文章介紹了霍普金森桿（SHPB）沖擊的3D仿真，采用的1/4軸對稱模型。本文繼續介紹該案例的2D仿真流程，采用軸對稱模型，并于上一案例結果對比。一般來說，2D軸對稱模型相比于3D實體模型，計算速度更快，精度更高，但是適用面窄，只能用于界面為圓形的試樣及桿件。本案例軟件版本為Ansys Workbench 2021 R2。</p><p>1.

這其實解決了PFC很大的一個問題，就是顆粒數太多時計算力的限制，我們可以用網格單元作為邊界來弱化邊界效應，當然也可以和本文一樣，使用網格單元模擬金屬等連續性材料。 本文試著去模擬一個結構方向同學經常遇到的一個工況，霍普金森壓桿（SHPB）實驗，對于測量混凝土材料在高應變率下的力學特性有很大的參考價值。

同時，模型還引入了熱功轉換機制，將材料變形產生的絕熱塑性功直接轉化為熱量，并配合損傷退化和單元刪除機制，從而能夠逼真地模擬出材料從開始變形、變硬、變軟，直到最終斷裂撕裂的全過程。 它之所以成為高應變率仿真領域的“長青樹”，主要原因有三點。首先是參數物理意義明確且極易獲取，相比其他復雜的力學模型，JC 模型的參數可以通過標準的高速拉伸或霍普金森壓桿（SHPB）試驗輕松測得，工程實用性極高。