爆炸排淤填石法中淤泥的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景,对不同应变率阶段淤泥的本构模型进行了分析,利用ANSYS/LS-DYNA动态有限元分析程序对所选择的模型进行验证和确认.计算和分析结果表明:在形成爆炸空腔的高应变率阶段,淤泥表现为理想不可压缩流体的性质;在小药量小抵抗线条件下,甚至在淤泥自重作用下的较低应变率变形阶段,其黏性效应也可以忽略不计.

爆炸排淤填石法中岩土介质的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景，对相关岩土介质的本构模型进行了探讨。分析认为，在以LS.DYNA 动态有限元分析程序对爆炸排淤填石法的数值模拟中，岩土介质不适于采用Mohr.Coulomb 模型，堆石体宜采用Drucker-Prager 模型，淤泥宜采用Prandtl-Reuss 模型；利用LS-DYNA 程序对淤泥的本构模型进行了验证和确认，计算表明：在形成爆炸空腔的高应变率阶段，淤泥表现为理想不可压缩流体的性质；在小药量小抵抗线条件下，在淤泥自重作用下的低应变率变形阶段，其粘性效应可以忽略不计。

冷弯成型局部大变形测试装置的设计与研究

冷弯成型变形复杂,事先难以预测其变形效果.根据冷弯成型的特点和变形规律设计出基于万能实验机上的局部大变形测试装置,并应用此装置对冷弯成型过程进行回弹分析,为冷弯成型理论分析和使用ANSYS/LS-DYNA对冷弯成型分析提供科学依据.

A Semi-Empirical Equation of Penetration Depth on Concrete Target Impacted by Ogive-Nose Projectiles

In this paper, the penetration process of ogive-nose projectiles into the semi-infinite concrete target is investigated by the dimensional analysis method and FEM simulation. With the dimensional analysis, main non-dimensional parameters which control the penetration depth are obtained with some reasonable hypothesis. Then, a new semi-empirical equation is present based on the original work of Forrestal et al., has only two non-dimensional combined variables with definite physical meanings. To verify this equation, prediction results are compared with experiments in a wide variation region of velocity. Then, a commercial FEM code, LS-DYNA, is used to simulate the complex penetration process, that also show the novel semi-empirical equation is reasonable for determining the penetration depth in a concrete target.

导弹水下潜射过程的流体—固体耦合仿真

导弹潜射是集高速流动、冲击、结构响应于一体的流体—固体—气体三态非线性耦合复杂过程,是决定潜射导弹发射成败的关键环节。本文应用LS-DYNA显式程序建立了三种包含水体、空气、导弹、发射井和筒盖的多物质耦合ALE网格模型,使用罚函数流体—固体耦合方法对导弹水下无攻角潜射过程进行了数值模拟,给出了弹体质心的轴向加速度、轴向流体阻力及阻力系数、空泡区压力分布。仿真结果表明,模型2的仿真过程与实际导弹潜射过程最为相符。同时总结介绍了LS-DYNA程序中流体—固体耦合计算的相关设定原则和方法。本文可为潜射导弹的水动力载荷设计和数值仿真提供有益的参考。

高能气动喷丸致纯铜细晶化的实验与模拟

高能气动喷丸是通过剧烈塑性变形产生细晶材料的方法之一.用纯铜作为实验材料在高能气动喷丸实验机上作喷丸实验,利用表面形貌仪、显微硬度仪以及电子背散射衍射方法对经喷丸处理的试样进行表面粗糙度、硬度及晶粒尺度的测量.结果表明,表面粗糙度随处理时间的增长呈指数衰减趋势;晶粒尺度细化了一个量级,由初始的25.48μm细化至2.52μm;且显微硬度由原来的0.58GPa增加到1.25GPa.量纲分析得到喷丸过程的5个无量纲参数,利用有限元模拟研究了无量纲参数的影响.自编制程序产生丸粒的随机碰撞并调用Ansys/ls-dyna模拟碰撞过程,并将模拟1000次碰撞的结果与相应的实验值进行了比较.

冷弯成型过程的有限元模拟

概述了冷弯成型过程有限元数值模拟的基本原理和基本算法,利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对冷弯过程进行有限元数值模拟,并对模拟结果进行受力和应变分析以验证其可行性和正确性,为冷弯成型的工程设计提供了科学依据,从而降低设计风险。

水中悬浮隧道在冲击载荷作用下的计算模型与数值模拟

建立了水中悬浮隧道在冲击载荷作用下的简化计算模型。用等效质量法将圆柱壳分布质量折算成冲击点处的集中质量,模型中考虑流体附加质量和系统阻尼的影响。根据碰撞过程中的动量守恒、变形过程中的能量守恒以及结构的位移与内力关系,得到问题的解析解。为验证解析解,在ANSYS/LS-DYNA中建立了动态冲击有限元分析模型。通过算例分别考察了在忽略和考虑流体附加质量两种情况下,冲击点位置和冲击速度对冲击点处最大径向位移的影响,将解析解与数值解进行对比,结果吻合较好。然后采用数值模拟方法得到了系统阻尼对计算结果的影响规律。数值模拟过程中还可以得到冲击点处的最大Mises应力。

爆破近区地质结构特性对震动信号传播的影响研究

基于文献〔1〕提出的“爆破震动弹性区的信号是经过震源邻近区域等效地质结构滤波后传出的”观点,利用LS-DYNA程序对岩土介质中存在软弱夹层时的爆破震动过程进行了一系列数值计算,讨论了存在软弱地质结构面时自由表面震动信号频率特征的变化规律。比如:爆破点和软弱结构面的相对位置以及软弱结构面分布范围和刚度改变时,爆破地震信号频率特征的演化规律。这些规律说明了爆破邻近区域的结构特征对震动信号频率特征有着显著的影响,同时为各种工程地质结构(如地下裂隙、软弱夹层等)的识别提供了一种新的思路。现场爆破实验的结果也定性地验证了这些规律。

Propagation of Explosion Wave in Hard-Soft-Hard Layered Media

The paper presents a reasonable analysis for dynamic response and failure process of a plane multi-layered media, which are subjected to a blast loading. This blast loading is induced by a cylindric explosive put on the center of top surface of the layered media. With the help of numerical simulation technique provided by LS-DYNA software, the whole process of explosion wave propagation and attenuation can be revealed. The feature of local failure around the blasting site is also discussed in some detail. Our focus will be on the explosion wave attenuation for the hard-soft-hard sandwich layers. As seen in the paper, the computational results are delivered in a feasible way by comparing with experimental data.

A Semi-Empirical Equation of Penetration Depth on Concrete Target Impacted by Ogive-Nose Projectiles

In this paper, the penetration process of ogive-nose projectiles into the semi-infinite concrete target is investigated by the dimensional analysis method and FEM simulation. With the dimensional analysis, main non-dimensional parameters which control the penetration depth are obtained with some reasonable hypothesis. Then, a new semi-empirical equation is present based on the original work of Forrestal et al., has only two non-dimensional combined variables with definite physical meanings. To verify this equation, prediction results are compared with experiments in a wide variation region of velocity. Then, a commercial FEM code, LS-DYNA, is used to simulate the complex penetration process, that also show the novel semi-empirical equation is reasonable for determining the penetration depth in a concrete target.

桩靴贯入对固定平台基础扰动的数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA对桩靴贯入产生临近主平台基础的扰动问题进行了数值模拟。研究了桩靴贯入过程中土体和临近主平台桩基础的变形和应力变化,从而分析主平台基础承载力的变化。结果表明,土体表面沉陷区为失效区周围两倍半径区域;桩靴压入到一定深度后,上部土体发生回弹,且由于桩基的影响,桩靴左右两侧土体竖向和横向位移不对称,埋有桩基侧的土体竖向位移略小。

导弹潜射过程的流体动力载荷仿真

导弹潜射过程是流-固-气三态耦合的非定常复杂过程,更是决定导弹发射成败的关键．本研究运用ANSYS／LS-DYNA显式程序对导弹的水下发射过程进行了模拟,以期为导弹设计提供有益的技术参考．文中流体模型采用多物质ALE单元,使用罚函数流-固耦合方法进行导弹潜射过程仿真,流体初始静水压力应用动力学平衡方法进行初始化,最终仿真得到导弹的流体阻力及压力分布时程曲线．基于仿真所得数据,对导弹流体阻力系数进行了计算和讨论,为导弹的流体阻力系数提供了一种全新的校核方法．

An Improved Ce/Se Scheme For Multi-Material Elastic-Plastic Flows And Its Applications

In this paper, a new definition of SE and CE, which is based on the hexahedron mesh and simpler than Chang's original CE/SE method (the space-time Conservation Element and Solution Element method), is proposed and an improved CE/SE scheme is constructed. Furthermore, the improved CE/SE scheme is extended in order to solve the elastic-plastic flow problems. The hybrid particle level set method is used for tracing the interfaces of materials. Proper boundary conditions are presented in interface tracking. Two high-velocity impact problems are simulated numerically and the computational results are carefully compared with the experimental data, as well as the results from other literature and LS-DYNA software. The comparisons show that the computational scheme developed currently is clear in physical concept, easy to be implemented and high accurate and efficient for the problems considered. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

结构钢中绝热剪切带形成与扩展的光学观测与数值模拟

绝热剪切带(Adiabatic Shear Band,ASB)是许多金属材料在冲击载荷作用下发生破坏的主要原因之一,它是近年来冲击动力学和损伤力学研究的前沿和热点.相关的理论研究主要针对一维剪切条件,分析应力、应变、剪切速度、材料热物理和力学性能、初始缺陷大小之间的关系,得到一个由多个物理量组合而成的量来判别材料出现剪切带的难易.ASB的实验主要利用Hopkinson压杆、扭杆、压剪炮等加载技术,研究钛合金、钨合金、高强结构钢等材料的剪切带特征,包括局部温度和变形分布、剪切带出现的阈值等.但是,对剪切带演化过程的在位观察及其动态实时演化的研究还较少见,妨碍了人们对由于剪切局部化而导致的材料破坏机理的深入认识.针对45钢,在Hopkinson压杆上,开展了不同冲击加载条件下剪切带演化过程的在位观察及可视化研究.利用自行设计的高分辨力的光学观测系统和基于数字相关理论的图像处理软件,捕捉了单一试样在冲击加载条件下ASB逐渐形成和扩展的过程.同时,利用LS-DYNA商业程序对试样的冲击压缩过程进行了数值模拟,所得主要结果与实验观测基本一致.