高速弹丸撞击1420铝合金过程数值模拟

利用有限差分方法模拟了GCr15钢弹丸高速撞击1420铝合金半无限厚靶过程,结果表明,弹丸前方材料向前方运动,而后方材料则经历减速过程甚至出现反应运动,导致自由表面的突起,弹丸前端最大压应力达到10^10Pa数量级,应力和应变在弹孔周围的分布极不均匀,越靠近弹孔处越大,随着弹丸的深入,弹丸周围的塑变加大。     

椭球弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟

低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击.本文采用AUTODYN软件进行了椭球弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏碎片云的数值模拟.给出了三维模拟的结果.研究了在相同质量的条件下,不同长径比椭球弹丸以不同速度和入射角撞击防护屏所产生碎片云的特性,并与球形弹丸撞击所应产生的碎片云特性进行了比较.结果表明:在相同的速度下,不同长径比椭球弹丸撞击的碎片云形状、质量分布和破碎程度是不同的,随撞击入射角的增加弹丸的破碎程度增大,滑弹碎片云的数量增加;随撞击速度的增加,弹丸的破碎程度也增加.     

微波星及空间碎片高速撞击航天器风险度分析

给出了微流量及空间碎片高速撞击航天器风险分析的方法,并采用风险分析软件,以柱状近地轨道航天器为例,对不同防护结构方案、航天器的飞行姿态、防护屏的厚度以及航天器的运行时间等因素对航天器不发生穿孔损伤的影响进行了分析,给出了分析的结果。     

微流星及空间碎片高速撞击航天器风险度分析

给出了微流星及空间碎片高速撞击航天器风险分析的方法 ,并采用风险分析软件 ,以柱状近地轨道航天器为例 ,对不同防护结构方案、航天器的飞行姿态、防护屏的厚度以及航天器的运行时间等因素对航天器不发生穿孔损伤的影响进行了分析 ,给出了分析的结果     

现代数值模拟方法与工程实际应用

该文简要介绍现代数值模拟方法的发展状况和工程实际应用前景,从全局、多尺度、实时动态和强非线性等4个方面分析现代数值模拟方法的发展趋势和研发中存在的问题和难点。然后分别对基于网格法和无网格法的数值计算方法进行探讨,重点用有限元法、差分法和光滑粒子动力学方法对实际问题进行对比分析,探讨两种数值计算方法在工程应用中的进展和发展趋势。最终,评论目前数值模拟方法在工程实际问题中的推广应用意义和用户应用当中存在的共性问题。     

弹丸超高速撞击半无限厚铝板数值模拟

微流星体及空间碎片的超高速撞击威胁着长寿命、大尺寸航天器的安全运行,导致其严重的损伤和灾难性的失效.撞击损伤特性研究是航天器防护设计的一个重要问题.本文采用AUTODYN软件的Lagrange法对半无限铝板的超高速斜撞击和与其具有相同法向速度的正撞击进行了模拟,给出了不同撞击角和不同法向速度下半无限厚铝板弹坑深度、宽度、长度的变化规律及多弹坑的形成过程,并与经验方程进行了比较分析.结果发现:随撞击角的增加,弹坑的深度和宽度减小,而弹坑的长度增加;随撞击速度的增加弹坑的直径和深度增加;在撞击角大于70度时出现多弹坑.     

商用客机对核安全壳撞击破坏效应的数值模拟分析

为研究商用客机撞击下新型核反应堆安全壳安全防护性能,该文建立新舟600飞机和安全壳精细化有限元模型,采用LS-DYNA软件对撞击全过程进行数值模拟,分析安全壳结构位移响应和局部损伤破坏情况。分析表明：新舟600撞击力时程曲线中的峰值荷载是因引擎和机翼撞击安全壳所致,撞击力时程曲线与Phantom F4战斗机和Boeing 707客机撞击力时程曲线的形状大体相似,但撞击持续时间、峰值荷载大小有较大差别;在正常巡航速度撞击下核安全壳局部破坏较为严重,局部变形量超过规范许可值,密闭性能受到影响;采用在直接施加撞击荷载的计算方法不能反映安全壳真实的响应和损伤破坏。     

弹头高速撞击的有限元分析

弹丸高速撞击是武器设计中的重要研究课题。本文系统地阐述了Lagr-ange有限元方法的守恒方程、本构方程。在空间上采用四节点二维等参元网格离散化,在时间积分上采用显式中心差分法,并引入了抗沙漏节点力来控制弹塑大变形中的沙漏现象,碰撞接触面采用Wilkins滑移面技术。计算结果表明有限元数值分析是高速撞击领域内较有效的工具之一。     

材料加工数值模拟的新进展--无网格方法

无网格方法是近年来兴起的一种与有限元法相类似的数值方法，由于仅仅采用基于点的近拟，而不需要节点的连接信息，无网格方法不仅避免了繁琐的单元网格生成，而且提供了连续性好，形式灵活的场函数，具有前后处理简单，精度高等方面的优点，在处理裂纹扩展，多尺度分析，高速碰撞和具有大变形特征的工业成形问题时具有重要的研究价值和广阔的应用前景。     

高速碰撞问题的有限元法模拟

高速碰撞问题，由于其作用时间短、变形大、由于侵彻使得接触界面复杂以及材料的应变率和破坏效应的影响，使数值分析问题十分困难。本文算例计算结果说明运用ABAQUS／EXPLICIT程序对高速碰撞问题可以进行有效的数值模拟。     

真空环境下空间碎片超高速撞击试验研究

本文介绍了空间碎片的超高速发射技术及微小碎片的地面模拟试验.我国首次在真空环境下将激光驱动飞片技术应用到空间碎片的研究中.利用13.5 J的激光能量将厚60μm,直径φ2 mm的铝碎片驱动出去,速度可达3.2 km/s,并完成了微小碎片对航天器温控涂层和蜂窝板的损伤试验.     

岩石冲击损伤试验的数值流形方法模拟

主要根据岩石在冲击载荷作用下的变形与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的数值流形程序进行了扩展.程序的扩展主要集中在3个方面:添加了由程序本身决定的程序运行终止条件,把恒定的载荷作用扩展为三角波载荷作用,改变原来的单一线弹性本构关系为由冲击损伤本构关系和线弹性本构关系共同组成的复合本构关系.最后利用扩展后的程序对冲击试验结果进行了模拟,结果与试验符合较好.     

直升机桨叶鸟撞试验方法的数值模拟

由于直升机旋翼的工作特点,使得全尺寸旋翼鸟撞试验很难进行,而在飞行器结构抗鸟撞的设计过程中,鸟撞试验是最终、最有效的检验方法,因此开展直升机桨叶鸟撞试验研究十分必要.采用Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE)流固耦合方法分别对旋转状态的桨叶鸟撞以及端部受集中载荷作用的静止状态桨叶鸟撞进行了数值模拟,通过数值模拟结果对比,发现两种状态下桨叶的动态响应结果很接近,说明采用集中载荷替代离心载荷的静态鸟撞试验可以较好地模拟旋转状态下桨叶鸟撞试验,从而为直升机动部件鸟撞试验研究提供理论依据.     

滑石冲击破碎三维数值模拟

应用三维ANSYS/LS-DYNA软件实现滑石在落锤冲击过程的数值模拟,再现单颗粒脆性材料在冲击破碎过程中应力变化及崩落现象,符合应力波理论,说明拉应力和内能变化是造成滑石冲击破碎的重要因素。并与二维MCA数值模拟结果进行对比,有较好的一致性。     

抗动能多功能复合材料结构模型试验研究

根据超高速碰撞破坏原理，对抗动能多功能复合材料的结构模型进行了试验研究，并设计了数种结构模型。实验结果表明，所提出的陶瓷基复合材料迎击面加固防护层，多孔复合基体缓冲层和Kevlar/织物增强环氧树脂结构层等试验模型具有良好的抗超高速撞击功能。     

起爆方式对台阶爆破根底影响的数值模拟分析

在台阶爆破中,根底率是评价爆破效果的一项重要指标。根据爆前、爆后岩体声波降低率,计算爆后保留岩体的损伤大小,确定临界破碎状态对应的损伤阈值。基于LS-DYNA的二次开发爆破损伤模拟技术,采用拉压损伤模型,对台阶爆破不同起爆点位置的爆破损伤效应进行数值模拟,并重点比较正向起爆和反向起爆条件下,相邻炮孔之间爆破根底的分布情况。模拟结果表明:起爆点位置能够影响能量和应力的分布状态,导致不同的爆破效果,正向起爆对孔底岩体有较好的破碎效果,能够有效地消除爆破根底,提高爆后台阶面的平整度。