引信跌落冲击环境仿真研究(8)
时间:2017-06-19 20:26 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
用于处理几何和材料大变形的非线性瞬态动力数值模拟软件AUTODYN-2D/3D集成了有限元（FEM）、计算机流体力学(CFD)和流体编码（hydrocodes）的多种处理技术，可模拟各类冲击响应、高速/超高速碰撞、爆炸及其作用问题，尤其在弹药工程领域应用广泛，可对动能侵彻弹、聚能装药、破片杀爆弹的作用机理和终点效应模拟仿真。然而，鉴于自身对此软件的接触较少，且该软件在国内弹药震荡冲击应用领域上应用没有LS-DYNA广泛，仍旧不选用此款软件。 跌落冲击环境问题属于复杂的接触碰撞问题，ANSYS/LS-DYNA在冲击领域的应用最开始便是分析碰撞问题。跌落分析和碰撞计算是其的两大功能主体。在跌落冲击领域中应用十分广泛，其分析结果数据与实际结果十分接近，选用ANSYS仿真软件分析碰撞冲击问题是明智之举。 2.3 ANSYS仿真软件的功能和特点 LS-DYNA作为世界上最著名的通用显式动力分析程序，可以模拟各种复杂的结构计算问题，特别适合求解各种二文、三文非线性结构的高速碰撞、侵彻和爆炸冲击等线性动力学问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。 LS-DYNA是功能齐全的集合非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性和接触非线性程序，它以Largrange算法为主，兼有ALE和Euler算法；以显式求解为主，兼有隐式求解功能；以结构分析为主兼有热分析、流体结构耦合分析功能；以线性动力分析为主，兼有静力分析功能（如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成形后的回弹计算）。它在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析程序，也是军用和民用相结合的通用非线性有限元程序。 ANSYS的主要功能特点[22]有： a) 分析功能强大 应用LS-ANSYS可以进行的分析包括：非线性动力学、刚体动力学、准静态模拟仿真、一般模型、温度场变化、固流体分析、有限元与刚体动力学耦合分析、水下冲击分析、失效分析、裂纹扩展分析、实时声场分析、优化设计、多物理场耦合分析、结构-温度场耦合作用、光滑粒子交杂动力学以及无单元的无网格法分析。 b) 单元类型众多 LS-DYNA程序的单元类型众多，仅显式单元有：杆单元、梁单元、二文实体单元、薄壳单元、三文实体单元、无质量弹簧阻尼单元、集中质量单元、锁单元、10节点四面体单元等九种类型。各单元又有多种理论算法可供用户选择。 c) 材料模型丰富 LS-ANSYS拥有十分丰富的材料模型数据库，其每一个树形目录下还有多种材料模型。当然，使用者也可以自行定义材料模型库，具有强大的可扩充性。 d) 接触（contact）分析功能齐全 LS-DYNA程序的全自动接触分析功能齐全，易于使用，非常有效，有50多种选择。可以求解以下接触问题：变形体对变形体的接触、变形体对刚体的接触、刚体对刚体的接触、板壳结构的单面接触、与刚性墙接触、表面与表面固连、节点与表面固连、壳边与壳面固连、流体与固体界面等，并可考虑接触表面的静动摩擦力和固连失效。这种技术成功地用于整车碰撞研究、乘员与柔性气囊或安全带接触的安全性分析、薄板与冲头和模具接触的金属成型、水下爆炸对结构的影响等。 e) 载荷、初始条件和约束功能全面 LS-DYNA程序中，载荷、初始条件和约束功能全面，主要包括：初始速度、初应力、初始动量；高能炸药起爆设置；节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷；循环约束、对称约束、透射边界；给节点运动、节点约束；铆接、焊接；两刚体之间的连接（球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、平移连接）；位移/转动之间的线性约束、壳单元与固体单元之间的固连；带失效的节点固连。 (责任编辑：qin) |