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LS-DYNA动力学分析--炸药在土中爆炸GUI及APDL例子要点.doc

上传人:g****t 文档编号:113989 上传时间:2023-02-24 格式:DOC 页数:19 大小:233.50KB
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资源描述

1、第九章 LS-DYNA动力学分析第四节 LS-DYNA范例解析炸药在土壤内部爆炸分析1问题描述如图9-1所示,条形炸药设置在混凝土板下方一定距离处的土壤介质中,引爆炸药,试分析条形炸药爆炸后土壤的鼓包运动及混凝土板的运动过程。图9-1炸药与混凝土板的位置示意图2建模数值模型由炸药、土壤层、空气和混凝土板4部分组成,其中炸药、土壤和空气3种材料采用欧拉网格建模,单元使用多物质ALE算法,混凝土板采用拉格朗日网格建模,混凝土板与空气和土壤材料间采用耦合算法。由于是条形炸药,在中心线起爆条件下,不考虑端部效应时,可以将模型简化成平面对称问题。为了方便建模,采用单层实体网格建模。数值模型采用cm-g-

2、?s单位制,具体模型尺寸见图9-2所示。3分析步骤(1)进入ANSYS界面1)启动ANSYS,弹出ANSYS12.0 Launcher窗口。2)在Launcher对话框的Simulation Environment下拉列表框中选择ANSYS,在License下拉列表框中选择ANSYS/LS-DYNA。图9-2模型尺寸图/mm3)在File Management对话框的Working Directory文本框中输入E:explosion_undergro-und作为工作目录(假设工作目录为E盘),在Job Name文本框中输入explosion_underground作为工作文件名,其他选项用默

3、认值。单击Run按钮,运行ANSYS程序,进入ANSYS的操作界面。(2)选择单元类型1)选择菜单Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令,弹出Element Types对话框。2)单击Add按钮,出现Library of Element Types对话框,在Library of Element Types下拉列表中选择LS-DYNA Explicit和3D SOLID164,单击OK按钮关闭对话框。3)单击Element Types对话框上的Close按钮,关闭对话框。(3)定义材料性能参数1)选择菜单Main Menu:Prep

4、rocessorMaterial PropsMaterial Models命令,弹出Define Material Model Behavior对话框。2)选择菜单LS-DYNAEquation of StateGruneisenNull命令,弹出Null Properties for Material Number 1对话框。在文本框中,输入以下数据:DENS=0.99821;C=1.647;S1=1.921;S2=-0.096;GAMAO=0.35。其余选项采用默认值。输入完成后单击OK按钮关闭对话框。3)在Define Material Model Behavior对话框中单击Mater

5、ialNew Model命令,弹出Define Material ID对话框,在文本框中输入2,单击OK按钮关闭对话框。4)选择菜单LS-DYNANonlinearInelasticKinematic HardeningPlastic Kinematic命令,弹出Plastic Kinematic Properties for Material Number 2对话框,在文本框中输入材料本构参数(由于ANSYS前处理所带的材料模型中没有我们所需要的土壤模型,暂用随动硬化塑性材料模型代替,后面将在K文件中对材料模型参数进行修改),单击OK按钮关闭对话框。5)在Define Material Mo

6、del Behavior对话框中单击MaterialNew Model命令,弹出Define Material ID对话框,在文本框中输入3,单击OK按钮关闭对话框。6)选择菜单LS-DYNAEquation of StaticGruneisenNull命令,弹出Null Properties for Material Number 3对话框。在文本框中,输入以下数据:DENS=0.001252;C=0.03437; GAMAO=1.4。其余选项采用默认值,输入完成后单击OK按钮关闭对话框。7)在Define Material Model Behavior对话框中单击MaterialNew M

7、odel命令,出现Define Material ID对话框,在文本框中输入4,单击OK按钮关闭对话框。8)选择菜单LS-DYNANonlinearInelasticKinematic HardeningPlastic Kinematic命令,弹出Plastic Kinematic Properties for Material Number 4对话框,在文本框中输入以下数据:DENS=2.65;EX=40;NUXY=0.3;Yield Stress=1.0E-03;Tangent Modulus=4.0E-02;Hardening Parm=0.5;Failure Strain=0.8。其余

8、选项采用默认值,输入完成后单击OK按钮关闭对话框。9)在Define Material Model Behavior对话框中选择MaterialExit命令,关闭对话框。此时共定义了4种材料。(4)创建几何模型、划分网格1)选择菜单Utility Menu:WorkPlaneChange Active CS toWorking Plane命令。2)选择菜单Main Menu:PreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy Dimensions命令,弹出Create Block by Dimensions对话框,输入模型体(包括炸药、土壤和空气域)的坐标,如图9

9、-3所示。图9-3 Create Block by Dimensions对话框3)选择菜单Utility Menu:WorkPlaneOffset WP by Increments命令,弹出Offset WP面板,将按钮 下方的角度设置滑动条移到最右,滑动条上方的数值变为90,单击按钮 ,将视窗中的工作平面坐标绕X轴旋转90度。4)在Offset WP面板中的X,Y,Z Offsets文本框中输入0,0,-6,单击Apply按钮,工作平面向Z轴负向移动6cm。5)选择菜单Main Menu:PreprocessorModelingOperateBooleansDivideVolu by Wrk

10、Plane命令,弹出Divide Vol by Wrk拾取菜单,拾取视图中的体,单击OK按钮,分割体。6)按照步骤4)和步骤5)的方法分别将工作平面移至全局坐标点的(0,6,0)和(0,78,0),对体进行分割。7)将工作平面沿WX方向平移6cm,单击Offset WP对话框中的 ,工作平面绕WY轴旋转90度,选择菜单Main Menu:PreprocessorModelingOperateBooleansDivideVolu by WrkPlane命令,在弹出的Divide Vol by Wr拾取菜单面板中单击Pick All按钮,将视图中的4个体分割为8个体。8)选择菜单Utility M

11、enu:WorkPlaneAlign WP withGlobal Cartesian命令,使工作平面与全局坐标系重合。9)选择菜单Main Menu:PreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy Dimensions命令,在弹出Create Block by Dimensions文本框中输入混凝土板模型体的坐标,如图9-4所示。图9-4混凝土板的模型尺寸10)创建完成后的实体全模型如图9-5所示。图9-5 实体全模型示意图(5)划分网格1)选择菜单Main Menu:PreprocessorMeshingMeshTool命令,弹出MeshTool对话框,单击

12、Elements Attributes选择栏下侧的Set按钮,弹出Meshing Attributes对话框,在TYPE下拉列表框中选择1 SOLID164,在MAT下拉列表框中选择1,其他栏用默认值,单击OK按钮,确认选择,关闭对话框。2)选择菜单Utility Menu:SelectEntities.命令,弹出Select Entities对话框,将选项依次设置为Volumes、By Num/Pick、From Full,单击Apply按钮,拾取炸药、土壤和空气域的体。3)将Select Entities对话框中的选项依次设置成Areas、Attached to 、Volumes、From

13、 Full,单击Apply按钮。改变Select Entities对话框中的设置,依次设置为Lines、Attached to、Areas、From Full,单击Apply按钮后,再单击Plot按钮。4)在Mesh Tool对话框中,单击Lines右侧的Set按钮,弹出Element Size on拾取菜单,单击Pick All按钮,在弹出的对话框的SIZE文本框中输入1.5(即指定单元长度为1.5cm),单击OK按钮,确认选择。5)在MeshTool对话框Mesh右侧的下拉列表框中选定Volumes,并选取Shape选项的Hex和Mapped两个按钮。单击Mesh按钮,弹出Mesh Vol

14、umes拾取菜单,拾取视图中的炸药体,如图9-6所示,单击OK按钮,对炸药体进行映射网格划分。图9-6炸药域放大6)用上述同样方法改变MAT号分别对图9-7和图9-8中的体进行映射网格划分。图9-7土壤域图9-8空气域7)依次单击Select Entities对话框中的Invert、Plot按钮,视图中显示出混凝土板的轮廓线图。8)在Mesh Toll对话框中,单击Lines右侧的Set按钮,弹出Element Size on拾取菜单,单击Pick All按钮,在弹出的对话框的SIZE文本框中输入2(即指定单元长度为2cm),单击OK按钮,确认选择,关闭对话框。9)设置MAT为4,对混凝土板进

15、行映射网格划分。10)选择菜单Utility Menu:SelectEverything命令,然后选择Utility Menu:PlotElements命令,视图中显示所有材料模型的有限元网格(由于混凝土板的网格与空气网格叠加在一起,看上去好像只有一种颜色),如图9-9所示。图9-9模型网格(局部)(6)创建PART选择菜单Main Menu:PreprocessorLS-DYNA OptionsParts Options命令,弹出Parts Data Writen for LS-DYNA对话框。在Options选项组中激活Create all parts单选按钮,弹出图9-10所示的PART信息框。检查对话框中所有的PART定义是否正确,如有定义错误,需要重新划分网格,并用Updata parts选项更新PART定义,直至PART定义正确为止。图9-10EDPART Command对话框(7)施加约束1)选择菜单Main Menu:PreprocessorLS-DYNA OptionsConstraintsApplyOn Areas命令,弹出Apply U,ROT on拾取菜单。拾取如图9-11中所有法线方向与Z轴方向相一致的18个面,单击OK按钮,弹出Apply U,ROT

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