复合靶板抗侵彻能力数值仿真研究

为研究SiC陶瓷、玻璃纤维和RHA钢材料及厚度配比对三层复合靶板抗侵彻能力的影响,建立杆式穿甲弹侵彻三层复合靶板的数值仿真模型,通过对比弹丸侵彻靶板后的剩余速度,分析不同材料厚度配比复合靶板抗侵彻能力。研究结果表明：当RHA钢背板及复合靶板总厚度一定时,增加陶瓷的相对厚度能有效提高复合靶板的抗侵彻能力;三层厚度比例为1∶5∶4的200mm复合靶板具备良好的抗侵彻能力,同时靶板质量相对较小,可以为复合靶板的结构设计提供参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的高楼灭火弹侵彻玻璃数值仿真

利用单兵发射火箭弹改进的灭火弹作为传统灭火途径的有利补充,发射后顺利进入火场的可靠性需要进行验证.通过弹丸对玻璃靶板碰撞过程的模拟讨论高楼灭火弹进入火场的可行性.利用ANSYS/LSDYNA软件在侵彻靶板过程中对弹体的应力变化和玻璃撕裂情况进行仿真分析.仿真结果表明:所设计的弹丸能够有效击穿高层建筑专用玻璃,可靠进入火场,弹体强度满足侵彻要求.仿真结果可为高楼灭火弹的进一步研究提供了参考依据.     

舰船防护结构穿甲后爆炸的数值仿真分析

为了研究冲击爆炸作用下舰船防护结构的破坏情况,将该结构简化为多层板架结构,借助于有限元程序LS-DYNA中的ALE算法,同时考虑穿甲和爆炸的作用,对其在穿甲后爆炸荷载作用下的非线性动态响应过程进行仿真分析,描述了钢板的破口形状、破口半径及板上单元等效应力随时间变化的情况,并与舷外接触爆炸对结构的破坏情况进行比较.结果表明穿甲后爆炸能对舰体内部造成破坏,因此它是一种比较理想的反舰攻击方式.     

简支梁结构裂纹损伤的数值分析及仿真

目的解决实际工程中梁结构裂纹损伤问题．方法对工程中梁结构动力学方程利用差分数值分析方法，得出其差分方程并编制计算机程序对典型结构的不同深度裂纹计算响应数据和绘制响应的仿真曲线，结果通过结构的响应数据和仿真曲线找出结构损伤的固有特性，并将差分数值方法与实验测试结果和有限元计算结果对比。表明差分算法是具有计算量小、并可有效地反映梁裂纹损伤状况．结论通过与有限元计算结果和实验测试结果的对比分析。可知笔者提出的差分方法确为一直接的、计算简便、有效地解决复杂结构问题的方法．能够为建立诊断样本提供理论计算依据．     

弹丸侵彻铝合金靶过程的装药剪应力动态响应

为研究弹丸侵彻硬质目标过程的装药剪力变化规律,运用LS-DYNA动力分析软件对弹丸侵彻铝合金靶过程进行数值模拟并分析了观测点的剪应力.结果表明：侵彻过程中的装药前端沿径向方向,越靠近装药边缘剪应力和残余剪应力越大;中部和后部变化不明显;沿装药轴向,越远离装药头部剪应力和残余剪应力越小.模拟结果对装药弹丸的设计及安全性研究具有参考意义.     

多层介质复合防护结构侵彻性能的数值分析

针对现有多层介质复合防护结构侵彻性能数值分析方法存在的数值分析准确率较低的问题,本文提出一种基于拓扑优化模型的多层介质复合防护结构侵彻性能的数值分析方法。利用均匀化方法将多层介质复合防护结构的刚度作为目标、体积作为优化约束条件,进行微结构分析,等效描述宏观结构物理特性的变化,推导出考虑惯性载荷的准则法公式,修正迭代算子中涉及惯性载荷灵敏度的计算值,得到优化后的数值分析模型。将子弹和多层介质复合防护结构靶板作为实验材料,利用有限元软件对子弹侵彻靶板防护结构进行数值模拟,将着靶速度、子弹射靶角度、子弹头部几何形状、侵彻速度、侵彻时间、侵彻深度作为实验参数,根据这些实验参数分析侵彻速度和子弹头部几何形状对侵彻深度和侵彻时间的影响。实验结果表明:采用修正后的迭代算子能够准确测量出多层介质复合防护结构的侵彻性能,多层介质复合防护结构侵彻性能数值分析结果与实际结果一致,所得结果对防护工程设计有着极大的参考价值。     

几何参数对含能子弹侵彻过程的炸药响应影响

为研究几何参数对含能子弹侵彻过程的炸药响应影响,采用LS-DYNA软件对不同内外径比含能子弹侵彻铝合金靶板过程进行数值模拟,分析装药所受压力的变化规律。结果表明:侵彻过程中,装药前端首先达到炸药起爆压力并发生点火;随着装药直径的增加,头部装药压力峰值逐渐减小且达到峰值时间延迟,中后部压力峰值逐渐增大且达到峰值时间与头部趋于一致。对调整含能子弹装药起爆时间具有参考意义。     

Y型舷侧结构抗冲击性能数值仿真实验研究

普通的船舶一般为单壳或双层壳,它们之间用普通肋骨连接.Y型舷侧结构是指船体舷侧在物理模型上的双壳之间用横向Y字型板代替部分肋骨,借此提高舰船结构抗冲击性能.该文针对以上情况,通过大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA并配合大型的有限元计算软件ABAQUS进行数值实验,对Y型舷侧结构在遭受武器攻击后的承受能力进行研究.数值仿真实验分析表明:若船体舷侧采取适当的Y型结构形式,可以大大降低水下爆炸所造成的结构损伤和破坏,从而进一步提高舰船的生命力.     

处理板梁组合结构连接的一种方法

采用一种罚单元处理有限元法分析板梁组合结构连接外单元节点不重合的过渡问题,编制了有限元程序,把这种罚单元作为一种单元类型组装到程度中去;而ＳＡＰ５程序对板梁单元节点不重合问题采用主从关系。用这二种方法计算实例,结果吻合较好。     

基于计算机适当配置的弹舰碰撞数值仿真研究

舰船遭导弹、炸弹等武器攻击时，弹体与舰体会发生高速碰撞，高速碰撞结构的相互作用过程是一个高度非线性、大变形，甚至结构发生高应变的断裂、破坏的过程，对这一复杂问题，使用大型非线性显式三维有限元求解程序ANSYS／LS－DYNA，对弹舰高速碰撞问题的算例进行了三给数值仿真，着重讨论了三维数值仿真的特点、关键技术和实现方法，在有限的计算机硬件配置条件下，选取适当的时间步长与网格密度，并采用适当的破坏准则和状态方程参数，实现了三维数值仿真，并提高了仿真的速度和精度，典型算例表明：模拟高速碰撞过程时，若对硬件系数做针对性的改善，同时，在预计产生大应力区域适当细化网格，可获得良好的仿真结果。过程时，若对硬件系数做针对性的改善，同时，在预计产生大应力区域适当细化网格，可获得良好的仿真结果。     

弹丸侵彻土壤及混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法，对弹丸侵彻土壤及混凝土复合介质进行二维模拟，给出靶板的破坏变形过程，得到了侵彻过程中弹丸速度变化曲线及侵彻深度与着靶速度的关系曲线．数值模拟结果与已有的实验现象相吻合．从而说明MCA方法在弹丸侵彻复合介质的研究上是很有效的。     

弹丸侵彻混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法,对弹丸侵彻混凝土介质进行二维模拟,不同元胞尺寸的模拟结果表明,侵彻深度要达到类似试验结果,采用3mm以下的元胞尺寸是必要的。给出靶板的破坏变形过程,得到了弹丸速度与时间变化曲线及着靶速度与侵彻深度的关系曲线,该模拟结果与试验所得数据基本吻合,从而说明MCA方法在弹丸侵彻混凝土介质的研究上是很有效的。     

3D Numerical Simulation of Projectile Penetration into Concrete Target

Basing on the explicit instantaneous dynamics software MSC-Dytran and the general coupling arithmetic,the process of the projectile penetration into concrete target was simulated with the point-line-surface-body modeling method. Simulation results are in agreement with experimental results. The simulated data could provide design reference for the defense engineering construction and penetrator design.     

Simulation of Mine Electrical Penetration Technology

Based on the principle of electrical penetration, the reflection characteristics of collapse columns at different locations of a working face is numerically simulated by using a 3D finite element method. The data collected by the electrical penetration is processed and interpreted using “tunnel penetration” which is similar to radio wave penetration. Reflection characteristics of collapse columns at different locations below floors of coal seams are analyzed, providing a new paradigm and a theoretical foundation for processing and interpreting electrical penetration data. The tomography analysis is made based on data simulation and calculation results and alltransmitting-receiving points are analyzed for their corresponding maximum attenuation values and maximum absorption coefficients. On the basis of this, a new method for precisely interpreting the spatial positions of geological anomalous bodies is suggested. The simulation shows that 1） the detection result of both roof and floors of the working face by electrical penetration is a volumetric effect and 2） there exists a corresponding relation between the detection depth and the working face width, with the op- timal detection depth within 40% of the workin face width.     

预应力钢筋混凝土安全壳侵彻数值模拟分析

应用显式动力有限元程序，对核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳进行了卵形头弹体侵彻数值模拟分析。采用HJC混凝土累积损伤材料模型，采用分离式三维有限元计算模型，分析了预应力钢束及预应力对弹体侵彻过程的影响。     

ALE方法在钢筋混凝土侵彻数值模拟中的应用

介绍了LS-DYNA程序和ALE方法的计算原理,分析了钢筋混凝土侵彻的目标特性,选用D材料模型,使用ALE方法对钢筋混凝土的侵彻进行数值模拟,形象和真实地展现钢筋混凝土侵彻现象,并对数值模拟的结果进行分析比较,对钢筋混凝土的侵彻研究有重要的参考价值.     

弹丸侵彻混凝土靶的MSC.Dytran数值模拟

采用嵌入高压状态方程的Johnson-Cook混凝土本构模型,利用有限元程序MSC.Dytran,对动能弹以200～1000m/s的速度侵彻混凝土靶板进行数值计算,得到弹体的速度曲线、加速度曲线及不同弹体初速度下的最大侵彻深度;并结合弹体几何相似准则,给出弹体无量纲初速度和无量纲最大侵彻深度间的关系.     

Numerical Simulation of Rigid Projectile＇s Normally Penetrating into Granite Targets

The process of penetrating into granite was simulated by using program LS-DYNA3D. The granite was represented by the isotropic elastic-plastic model with failure criterion and the projectile was modeled by rigid model. The depth of penetration from simulations is identical with experiments. Penetration deceleration vs striking velocity was acquired at the same time, which can assist in the design of penetration weapons with payload and fuse. Through numerical simulation, that material model is considered with straightforward physical meaning, a few parameters which can be determined easily are more practical for engineering calculation along withexperiments.     

Numerical Simulation of Rigid Projectile''''s Normally Penetrating into Granite Targets

The process of penetrating into granite was simulated by using program LS-DYNA3D. The granite was represented by the isotropic elastic-plastic model with failure criterion and the projectile was modeled by rigid model. The depth of penetration from simulations is identical with experiments. Penetration deceleration vs striking velocity was acquired at the same time, which can assist in the design of penetration weapons with payload and fuse. Through numerical simulation, that material model is considered with straightforward physical meaning, a few parameters which can be determined easily are more practical for engineering calculation along with experiments.     

爆炸荷载下金属结构损伤的数值模拟

模拟了炸药爆炸对金属结构的破坏,以LS-DYNA为仿真平台,分析了所应用的材料模型,比较了不同单元网格密度对计算结果的影响．对于平面应变问题,比较了采用二维和三维模型时在算法方面的区别,并对它们计算的结果进行了对比．与实测结果对比表明,用LS-DYNA可以有效模拟金属结构在爆炸荷载作用下的冲击响应．