Proe长型金属复合筒对混凝土的高速侵彻果(3)
2．3 ANSYS/LS-DYNA
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，它广泛用于一般工业和科学研究领域。该软件可以在大多数计算机及操作系统中运行，从PC到工作站直至巨型计算机，ANSYS文件在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。ANSYS具有多物理场耦合的功能，允许在统一模型上进行各种耦合计算。在PC上生成的模型同样可以运行于巨型机上，这样就确保了ANSYS对多个领域多变工程的的求解。
该软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。
（1）前处理模块
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；
（2）分析计算模块
分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；
（3）后处理模块
后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。
有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征，即必须分析针对一个物理原型准确的数学模型，模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及其他用来表现这个物理系统的特征。
LS-DYNA是通用显示、辅以隐式的动力分析有限元程序，对于求解实际复杂问题很方便，特别适合非线性的爆炸和高速动力冲击过程中的大变形的动力响应问题，同时可以来求解热传导和流固耦合问题。LS-DYNA程序材料模型较多，适用的算法也较多，在工程运用如武器系统设计、跌落仿真等领域可认为最佳的分析工具。
LS-DYNA程序在几何非线性、材料非线性和和接触非线性研究中功能齐全。在140多种材料模型中包含土壤、刚体、超弹性（橡胶）、混凝土、炸药（TNT、RDK）以及根据每项独立的研究自定义的材料。50多种不同种接触模式可以求解不同的问题：不同材料部件的接触（刚体对刚体接触、刚体对变形体的接触），不同具体位置的接触（Node To Surface、Surface To Surface ），然后再可分为不同形式的接触（自动接触或者侵蚀接触），在接触面上也可以定义近摩擦系数等不同的参数。
ANSYS/LS-DYNA采用ansys做前处理生成ls-dyna数据文件K文件，修改K文件后在LS-DYNA的后处理器LS-POST分析生成的结果。
3 材料模型的选用
Hypermesh和LS-DYNA中给出了很多材料的相关模型，虽然用hypermesh做前处理能定义很多种不同材料种类和参数。但由于靶板材料是混凝土，其本构关系不能非常精确得通过相关理论给出，所以材料模型不能通过简单得定义弹性模量、泊松比、密度等参数来描述。
同时，侵彻问题属于大变形，高压，和高应变率的问题，因此对于这类问题的数值模拟采用合理的材料分析模型是重要的前提条件。在ANSYS/LS-DYNA中带有断裂失效的Johnson-Cook塑性材料模型，可以用来建立侵彻问题的分析模型。由于碰撞过程十分短暂，可以把它作为绝热过程来看待，并以优尔面体单元动态地模拟碰撞冲击过程。
3．1 金属复合桶的材料模型