AUTODYN破片冲击实例
AUTODYN破片冲击实例 PPT
9.a 在导航条上选 择 Plots
9.b 选中Material Location 选项
9.c 在 Additional Components, 下选择 Vectors 查看速度矢量
9.d 在Additional Components下 选中 Grid 查看 网格
第十步 – 用铜填充破片的一部分
10.a 在导航条 上选择Parts
8.b 单击next 8.c 选中 Fill with Initial
Condition Set (确认frag_vel 被选中)
8.d 选择AL 7039 作为填充的 材料 (这里用AL填充全部的破 片, 后面再用其他材料进行替 代)
8.e 确认数据
第九步 – 查看破片模型
Rotate, Translate, Zoom
14.c 单击next
14.d 不选择Fill with Initial Condition Set (破片只有一个初 始条件)
14.e 选择STEEL 1006 作为填充 材料
14.f 确认数据
第十五步 – 重新检查模型
15.a 从视图上查看破片 已经被赋予正确的材料
15.b 从视图上查看破片 速度矢量
4.f 确认数据
第五步 – 为破片创建一个初始条件
5.a 导航条上选择 Init. Cond. On
5.b 对话面板上选择 New 5.c 输入 “frag_vel” 作为初始条件的
名称 5.d 保持默认的Velocity Only 不变(将
把它应用到不同的材料)
5.e 输入 X-velocity为“2000.0” ( Xaxis 默认为对称轴)
5.f 确认数据
第六步– 创建破片
基于AUTODYN的火工品爆炸冲击响应仿真分析
2018年第2期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.2 2018 总第360期 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.360收稿日期：2017-01-23；修回日期：2017-09-23作者简介：薛 锋（1985-），女，工程师，主要研究方向为结构动力学、动力学环境试验文章编号：1004-7182(2018)02-0115-06 DOI ：10.7654/j.issn.1004-7182.20180223基于AUTODYN 的火工品爆炸冲击响应仿真分析薛 锋，张 刚，王 飞，韩 铭，杨泽雨（北京强度环境研究所，北京，100076）摘要：根据火工品爆炸冲击环境模拟装置的基本原理，采用AUTODYN 数值计算软件，对火工品激励响应板爆炸冲击模拟装置进行了仿真研究。
得到了不同位置的加速度时程曲线，将计算结果和试验数据进行了对比。
结果表明，试验与计算结果吻合较好。
通过前期仿真计算减少了试验调试时间与难度，降低了试验成本，提高了火工品爆炸冲击试验的精度，对高量级火工品爆炸冲击试验具有重要指导意义。
关键词：爆炸冲击；火工装置；爆炸冲击试验；AUTODYN 数值模拟；流-固耦合 中图分类号：V416.5 文献标识码：AResearch on the Techniques of Pyrotechnic Explosive Impact Test byAUTODYNXue Feng, Zhang Gang, Wang Fei, Han Ming, Yang Ze-yu(Beijing Institute of Structure and Environment Engineering, Beijing, 100076)Abstract: According to the basic theory of pyrotechnic explosive impact test, the simulation for a pyrotechnically excitationdevice simulator is carried out by use of the commercial software AUTODYN. Several of the acceleration time history curves of different locations have been simulated, compared the calculated results with experimental data. The results show that simulation and the experimental results are consistent with each other rather well. The experiment cost and debugging time is reduced according to the prophase numerical simulation, and improved the precision control technique, provides effective guide for the pyrotechnic explosive impact test.Key words: Explosive impact; Pyrotechnics; Explosive impact test; AUTODYN numerical simulation; Fluid-solid coupling0 引 言航天器在飞行过程中，火工品装置爆炸会在邻近结构上产生剧烈的瞬态机械响应[1~4]。
破片和冲击波对相控阵雷达天线罩的复合毁伤研究
关键 词 ： 雷达毁 伤 ； 等效靶板 ；冲击波 ； 破片； 复合毁伤
中图分类号 ： Ｔ Ｊ ５ ５ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ８ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ｌ —Ｏ １ １ ４— ０ ４
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｄａ ｍａ ｇ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｐｈａ ｓ ｅ ｄ Ａｒ ｒ ａ ｙ Ｒａ ｄ ｏ ｍｅ
学程序 Ａ Ｕ Ｔ Ｏ Ｄ Ｙ Ｎ， 建立 了密度为 １ ０ ０个／ ｍ 的钨破片侵彻 相控 阵雷达 天线罩等 效靶板 的有 限元模 型， 并在
模 型 中采 用 Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ 方 法模 拟爆 炸 冲 击 波 对 目标 结 构 的球 面 加 载 方 式 。 考 察 了破 片 先 于 冲 击 波 到 达 目标 结 构 对 天 线 罩 等 效 靶 板 的 复 合 毁 伤 ， 分 别 对靶 板 的 破 片侵 彻 和 预 先 打 孔 的 两 种 不 同 毁 伤 方 式 进 行 仿 真
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｅ ｌ ｆ ｂ ｃ ｔ ｏ ｆ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｒ ａ （ ｈ ） ｍｅ ｂ ｙ ｆ ｒ ａ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ｗ ａ ｖ ｅ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ
ｂ ｙ Ｆｒ ａ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ Ｗ ａ ｖ ｅ
Ｇ Ｕ Ｏ Ｍｉ ａ ｏ ， Ｙ Ｕ Ａ Ｎ Ｊ ｕ ｎ 一 １ ７ １ ｉ ｎ ｇ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｙ ｕ — ｃ ｕ ｎ ， Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ － ｊ ｕ ｎ ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｈ ｕ ａ
AUTODYN基础教程一
03
Autodyn基本操作
创建和打开Autodyn模型
01
创建新模型
点击菜单栏中的“File”选项，选择“New Model”来创建一个新的
Autodyn模型。单栏中的“File”选项，选择“Open Model”来打开一个已存
在的Autodyn模型。
03
保存模型
在完成模型的创建或修改后，点击菜单栏中的“File”选项，选择
总结词
复杂结构的碰撞分析是Autodyn中的一个高级案例，用于学习如何进行碰撞模拟和冲击动力学分析。
详细描述
这个案例将展示如何使用Autodyn建立复杂结构的有限元模型，对其进行碰撞模拟和冲击动力学分析，并查看结 果。通过这个案例，学习者可以掌握如何进行碰撞模拟和冲击动力学分析，了解如何查看和解释碰撞力和冲击响 应。
02
Autodyn简介
Autodyn是什么
Autodyn的特点和优势
高度模块化
精确度高
Autodyn具有高度模块化的 特点，可以根据用户需求选 择不同的模块进行模拟分析， 灵活性高。
Autodyn采用有限元分析方 法，能够精确模拟结构的动 力学行为，得到高精度的分 析结果。
强大的后处理功能
广泛的应用领域
施加载荷
在载荷设置中，为几何体施加各种形式的载荷，如力、力矩 、压力等。
求解和结果查看
运行求解器
在完成边界条件和载荷的设置后，点击菜单栏中的“Solve”选项进行求解。
查看结果
在结果查看中，可以查看各种形式的输出结果，如位移、应力、应变等。
04
Autodyn分析案例
案例一：简单梁的静态分析
总结词
简单梁的静态分析是Autodyn中最基础的案例，用于学习如何进行基本的有限元建模和加载。
AUTODYN练习2_2D_破片冲击 (Workbench版)
破片和平板之间通过一个小间隙(1/2 mm) 隔开 , 所以没有绑定接触自动生成(如果 两部分是接触的, 你必须手动删除自动 生成的绑定接触–)
第九步 – 设置单元尺寸并划分网格
第四步 – 指定工程单位制
4.a 从下拉单位菜单中选择 MKS 作 为工程单位制
4.b 要求Workbench本地变量均是在 选择的工程单位制下的值
注:
工程数据是 Workbench内部数据, DesignModeler 和Mechanical目前还不是
(以后会是). 因此, 必须需不断检查数据，使单位制匹配.
DC = 鼠标左键双击 SC = 鼠标左键单击 RMB = 右键选择 D&D = 拖放 = 左键选择、拖动、放置 (例如, 拷贝或移动)
这个练习所提供的步骤并不是唯一的, 你可以自由地通过文档 或自己的理解去完成
• 这个练习会尽可能使用RMB 去访问大纲中的项目
• 这些选项经常能够通过 “Context” 工具条进行访问 • 有时这些选项能够通过视图区域的 RMB 进行选择
练习2 2D-破片冲击 (Workbench)
ANSYS AUTODYN
练习的目的和步骤
目的:
对包含多种物质的圆柱型破 片冲击平板进行分析
步骤:
启动 AUTODYN 设置问题类型为2D 轴对称
并进行前处理 求解 查看结果 制作动画
第一步 – 启动 Workbench
启动 ANSYS Workbench ，后面的操作步骤中用下面的缩写:
7.d 重复 5.c步四次 指定相应材料 1. TANTALUM 指定给 Fragment_Core 2. COPPER 指定给 Fragment_Outer_Cylinder 3. STEEL 1006 指定给 Inner_Plate 4. STEEL 1006指定给 Outer_Plate
AUTODYN练习2_2D_破片冲击 (Workbench版)
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第一步 – 启动 Workbench
启动 ANSYS Workbench ，后面的操作步骤中用下面的缩写:
DC
= 鼠标左键双击
SC = 鼠标左键单击
RMB = 右键选择 D&D = 拖放 = 左键选择、拖动、放置 (例如, 拷贝或移动)
这个练习所提供的步骤并不是唯一的, 你可以自由地通过文 档或自己的理解去完成
• 这个练习会尽可能使用RMB 去访问大纲中的项目
这些选项经常能够通过 “Context” 工具条进行访问
有时这些选项能够通过视图区域的 RMB 进行选择
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第五步– 定义工程数据材料 ...
5.c 选择 “+” 号 在
AL 7039 材料模型
的右边，并加它到
材料数据库
5.d 同样地, 选择 “+”
号在Copper, Steel
1006 和Tantalum 材
料的右边. 如果出现
书的图标，说明加载
SC
成功
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第五步 – 定义工程数据材料 ...
5.e 在工程数据部分注 明所导入的材料.
SC
5.f 返回到工程页面
5.g 通过选择“Save As”
保存工程 并且根据培 训教师指导选择目录.
输入“fragment_impact” 作为工程名.
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第二步 – 激活 Beta 选项
ansys autodyn杆冲击实例教程
杆冲击实验1新建文件首先点击File>new，新建如图所示的文件。
其中Folder是文件的保存目录，通过Browse可以更改保存的目录。
点击Folder list可以设置添加和去除常用的保存目录（带加号的是添加常用的目录，减号是去除选中目录）。
文件名为talor，head和description可以不写（有前面没有红色感叹号的可以忽略的）。
对称性采用的是2D模型（Axial表示轴对称，Planar表示的是平面对称）。
Axial实际是将三维的旋转后的图形简化为2D模型。
而Planar是用于解决二维平面应变问题。
对于杆，采用轴对称模型。
2定义材料选中Materials>load选中的材料为STEEL4340（装甲钢）和TANTALUM（钽）选完材料后，可以通过review查看材料的相关参数。
Modify修改相应的参数。
Delete删除所选的材料（只是在本例子中删除加载的材料，不会永久删除库中的材料），通过copy选项可以很方便的将材料的状态方程失效模式等复制进另一材料，比如新建的材料，再通过修改少量与原来不同的参数即可定义新的材料，不过不要乱修改材料的参数，这些库中的材料的参数都是经过试验验证的。
3定义初始条件选中Init.Cond.>new，定义泰勒杆的x方向速度100mm/ms，选中Include Material是指只要是这个材料都是100mm/ms，对于材料相同速度不同时就不行。
同时，轴向没有旋转速度，若有可以在Radial velocity设置旋转速度。
同样，设定后可以通过modify进行修改。
4设置边界条件点击Boundaries>new,可以定义靶板最右边的x方向的速度为0（即右端固定），可以通过modify修改。
5模型及网格点击part，输入部件的名字，采用lagrange算法，点击next，进入模型建立坐标系。
建立一个taylor杆的part泰勒杆长100，宽10（采用对称所以dy=5）这是网格划分，表示I方向化5格，对泰勒杆的填充钽材料（勾选Fill with initial J方向100格。
LS-DYNA和AUTODYN算例集
QQ329867314
1、两层板爆炸焊接
• LS-DYNA
• LS-DYNA
2、三层板爆炸焊接
• LS-DYNA
• LS-DYNA
3、盛水容器中炸药爆炸
• LS-DYNA
4、水下爆炸气泡脉动
• LS-DYNA
5、水下爆炸推动薄板
• LS-DYNA
6、弹体侵彻自然岩层
14、平板入水
• LS-DYNA
15、平板倾斜入水
• LS-DYNA
16、弹体出水
• LS-DYNA
17、斜入水
• LS-DYNA
18、小球入网
• LS-DYNA
19、深孔爆破
• LS-DYNA
20、洞室爆破
• LS-DYNA
21、爆炸成型弹丸高速入水
• LS-DYNA
22、聚能装药EFP形成和侵彻钢板
• LS-DYNA
29、1kg TNT无限空气中爆炸冲击波计算 （一维模型）
• LS-DYNA
30、1kg TNT密闭容器中爆炸冲击波 计算（续上，一维到二维映射）
• LS-DYNA
31、 1kg TNT无限水中爆炸冲击波计算 （一维模型）
32、土中爆炸
• LS-DYNA
33、破片战斗部
• LS-DYNA
34、小球低速抛撒
• LS-DYNA
35 硬物撞击汽车玻璃
• LS-DYNA
36含铝炸药水下冲击起爆-反应度 计算 • LS-DYNA
37 混凝土块中填实爆炸
• AUTODYN
38 混凝土板上带壳炸药爆炸
• AUTODYN
• LS-DYNA
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Training Manual
15.a 从视图上查看破片 已经被赋予正确的材料 15.b 从视图上查看破片 速度矢量 15.c 检查平板网格的渐 变设置
前十个单元应该和破片单 元保持一致 剩下的单元沿着径向逐渐 变大
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WS 1-8
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第七步 – 定义破片几何形状
Training Manual
7.a 在Predef中选择 Box (默 中选择 默 认) 7.b 输入 (-40.0, 0.0) 作为原点 作为box几何 和 (40.0,10.0) 作为 几何 尺寸 7.c 点击 点击next
WS 1-17
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第十一步 – 用钽填充破片的中心部分
Training Manual
11.a 选择 Block 并选择用指标空 间填充
11.b 输入指标 范围为： 范围为： I = 11-31 J = 1-6 11.c 选择 Fill with Initial Condition Set 11.d 选择 TANTALUM 作为材料 11.e 确认数据
SC
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WS 1-10
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第九步 – 查看破片模型
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3.c 确认数据
WS 1-5
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第四步 – 为每一种材料指定一种侵蚀模型 重复 4.a – 4.f 对每种材料
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WS 1-11
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第十步 – 用铜填充破片的一部分
Training Manual
4.a 选择材料 4.b 修改材料数据 4.c 选择 选择Geometric Strain 为侵蚀模型 4.d 输入侵蚀应变为 “2.0” (200%) 4.e Geometric Strain 类型选择为 Instantaneous 4.f 确认数据
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Training Manual
14.a 输入 输入“30” 和 “60”作为 I(X) 方 作为 向和J(Y) 方向的单元数 向和 14.b 选择 选择Grade zoning in Jdirection 并且输入 “1.0” 作为 fixed size, Times “10”, 选择 Lower J 14.c 单击 单击next 14.d 不选择Fill with Initial 不选择 Condition Set (破片只有一个初 破片只有一个初 始条件) 始条件 14.e 选择 选择STEEL 1006 作为填充 材料
Copper AL 7036 Tantalum
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WS 1-13
Workshop 1. 2D Fragment Impact
WS 1-6
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第五步 – 为破片创建一个初始条件
Training Manual
5.a 导航条上选择 Init. Cond. On 5.b 对话面板上选择 New 5.c 输入 “frag_vel” 作为初始条件的名 称 5.d 保持默认的 保持默认的Velocity Only 不变 将 不变(将 把它应用到不同的材料) 把它应用到不同的材料 5.e 输入 X-velocity为“2000.0” ( X为 axis 默认为对称轴 默认为对称轴) 5.f 确认数据
WS 1-3
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第二步 - 初始化新的工程
2.a 打开新的工程 2.b 选择工作目录
Training Manual
2.c 输入名称 “fragment_impact” 和标题
练习1 练习 2D 破片冲击
ANSYS AUTODYN
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WS 1-1
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Workshop 1. 2D Fragment Impact
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WS 1-7
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Workshop 1. 2D Fragment Impact
第六步– 第六步 创建破片
Training Manual
练习的目的和步骤
目的: 目的
对包含多种物质的圆柱 型破片冲击平板进行 分析
Training Manual
步骤: 步骤
启动 AUTODYN 设置问题类型为2D 轴对 设置问题类型为 称并进行前处理 求解 查看结果 制作动画
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第十二步– 第十二步 创建平板模型
Training Manual
12.c 输入 “plate” 作为Part 名称 作为 12.d 选择 Lagrange 求解器 12.e 选择 Part wizard 12.a 在导 航条上选择 Parts 12.b 在对话 面板中选择 New
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10.a 在导航条 上选Parts 上选择
Training Manual
10.d 输入指标 范围为： 范围为： I = 1-41 J = 9-11 10.e 选择 Fill with Initial Condition Set 10.f 选择 COPPER作为 作为 材料 10.g 确认数据
10.b 选择 Fill
12.f 单击 单击next
WS 1-14
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第十三步 – 定义平板的几何形状
Training Manual
13.a 选择 Box 在Predef中 (默 中 默 认) 13.b 输入 (0.0, 0.0) 作为 box 原点，并且(30.0,120.0) 为 原点，并且 box 尺寸 13.c 单击 单击next
WS 1-2
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第一步 – 启动 AUTODYN
1. 启动 AUTODYN (双击 autodyn.exe) 双击
Training Manual
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2.d 选择 选择2D 轴对称 2.e 保持默认的单位制
2.f 接受设置选项
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WS 1-4
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
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WS 1-15
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第十四步 – 分网并给平板填充材料
14.f 确认数据
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WS 1-16
February 27, 2009 Inventory #002665
Workshop 1. 2D Fragment Impact
第十五步 – 重新检查模型