ANSYSLS-DYNA中的数值模拟方法
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有了上述的三种方法后, 在20世纪七八十年代,主 要由美国开发出了大批具 有影响力的计算机程序, 从离散方法上分类有: 有限差分法(FDM) 有限元法(FEM) 有限体积法(FVM) 从坐标类型上大体分为: 拉 格 朗 日 型 (LAGRANGE) 欧拉型(EULER)
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1988年J.O.Hallquist创建LSTC公司,推 出LS-DYNA程序系列,主要包括显式LSDYNA2D/3D、 隐式LS-NIKE2D/3D、 热 分 析 LS-TOPAZ2D/3D 、 前 后 处 理 LSMAZE等商用程序。后几年时间中LSTC 进一步推出 930 版(1993 年)、 936 版 (1994年)
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1996 年 LSTC 与 ANSYS 公 司 合 作 推 出 ANSYS/LS-DYNA。 (推出前PC版的前 后处理采用ETA公司的FEMB,新开发的 后处理器为LS-POST。) 1997 年 LSTC 公 司 将 LS-DYNA2D/3D 、 LS-TOPAZ2D/3D等程序合成一个软件包, 称为LS-DYNA(940版)。 1999年推出950版,2001年5月推出960 版,2003年3月正式发布970版
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有限差分法
先 建 立微 分 方 程 组 (控 制 方 程),然后用网格覆盖空间域 和时间域,用差分近似替代控 制方程中的微分,进行近似的 数值解,其在流体力学和爆炸 力学中得到广泛的应用。
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有限体积法 在物理空间将偏微分方程转化为积分形 式,然后在物理空间中选定的控制体积 上把积分形式守恒定律直接离散的一类 数值方法,适用于任意复杂的几何形状 的求解区域,是在吸收了有限元方法中 函数的分片近似的思想,以及有限差分 法的一些思想发展起来的高精度算法, 目前已在复杂区域的高速流体动力学数 值模拟中得到广泛应用。
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ANSYS本身建模 通过ANSYS和CAD的接口导入模型 利用命令流的方式建模 APDL语言参数化建模
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ANSYS本身建模
间接建模法 自顶向下方法 按建模方向分
按模型难易分
直接建模法
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网格划分技巧 在网格划分时,首先要考虑的是模型 的网格数量。 考虑分析数据类型选择合适的网格数 量。 用结构的对称性来减少模型的网格数 量。 保证分析精度的前提下略去结构细节。 应力梯度较大时采取疏密不同的网格。
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曲线1表示结构中的位 移 随 网 格 数 量 收 敛的 一般曲线曲线2代表计 算 时 间 随 网 格 数 量的 变 化 。 网 格 较 少 时增 加 网 格 数 量 可 以 使计 算 精 度 明 显 提 高 ,而 计 算 时 间 不 会 有 大的 增 加 。 当 网 格 数 量增 加 到 一 定 程 度 后 ,在 继 续 增 加 网 格 时 精度 提 高 甚 微 , 而 计 算时 间 却 有 大 幅 度 增 加。 所 以 应 注 意 增 加 网格 的经济性。
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体扫掠网格划分 扫掠网格划分是由面网格经过拖拉、 旋转、偏移等方式而生成网格的一种 网格划分技术。 柱状的模型一般可以考虑使用。如, 对于具有高度不规则横截面的3D模型, 在横截面上自由划分四边形网格,然 后在体内扫掠成六面体单元。在扫掠 前可对四边形网格加密(如需要)。确认 加密后产生的单元保持四边形以保证 扫掠成六面体单元。隐式为辅的通 用非线性动力分析有限元程序,特别适 合求解各种二维、三维非线性结构的高 速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力 冲击问题,同时可以求解传热、流体及 流固耦合问题。
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DYNA 程 序 系 列 最 初 是 1976 年 在 美 国 Lawrence Livermore National Lab. 由 J.O.Hallquist博士主持开发完成的,主 要目的是为武器设计提供分析工具,后 经1979、1981、1982、1986、1987、 1988年版的功能扩充和改进,成为国际 著名的非线性动力分析软件。
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材料模型 (Material Model)
LS-DYNA程序目前有140多种金属和 非金属材料模型可供选择,如弹性、 弹塑性、超弹性、泡沫、玻璃、地质、 土壤、混凝土、流体、复合材料、炸 药及起爆燃烧、刚性及用户自定义材 料,并可考虑材料失效、损伤、粘性、 蠕变、与温度相关、与应变率相关等 性质。
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通过ANSYS和CAD的接口导入模型 在ANSYS中,提供了多种CAD接口, 主要有:IGES,UG,PRO/E,CATIA,PARASOLID,SAT等。通过这些接口,可 以把模型直接导人ANSYS中,然后进 行网格划分,加载求解等过程,此种 方法适用于一些在ANSYS软件中不容 易构建成功的复杂的三维实体模型。
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第四章 数值模拟中的算法
目前在爆炸冲击效应技术领域主要的 数值模拟方法包括: 有限单元法
有限差分法
有限体积法
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有限单元法 先将连续的求解域分解成有限个 单元,组成离散化模型,然后求 其近似的数值解。有限元包括结 构有限元和动力有限元
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状态方程 (Equation of State) 在LS-DYNA的材料模型中有较多的材料 可通过状态方程来描述。常规条件下的 结构材料,一般不使用状态方程,但对 于高速(100m/s)、高压(6-10Gpa) 碰撞下的结构材料、流体、物质燃烧等 有化学反应的过程都必须采用状态方程 来描述。 LS-DYNA有14种状态方程,可以处理各 种非常复杂的物理现象和材料特性。
自底向上方法
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结构外形尺寸比较简单的计算模型, ANSYS可采用直接建模方法,即先确 立节点,然后创建单元。这种方法在 土木工程中应用比较广泛。 若结构外形尺寸比较复杂,ANSYS则 采用立体模型建立法,即间接建模法。 一般航天航空和机械工程中大多采用 间接建模方法。
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自顶向下方法 自顶向下进行实体建模时,用户只要定 义一个模型的最高级图元,其下的低 级图元就都包括了。较为常用的实体 建模形状(如球,棱柱),称为几何体素, 可以用单独的ANSYS命令来生成。
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自底向上方法
自底向上进行实体建模时,用户从最低 级图元向上构建模型,即:用户首先定 义关键点,然后依次是相关的线、面、 体。自顶向下与自底向上建模技术可 在任何模型中自由组合使用。
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单元库 (Element Formulation) LS-DYNA程序现有16种单元类型,有二 维、三维单元,薄壳、厚壳、体、梁单 元,ALE、Euler、Lagrange单元等。 各类单元又有多种理论算法可供选择, 具有大位移、大应变和大转动性能,单 元积分采用沙漏粘性阻尼以克服零能模 式,单元计算速度快,节省存储量,可 以满足各种实体结构、薄壁结构和流体 -固体耦合结构的有限元网格剖分的需 要。
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APDL语言参数化建模 Ansys Parametric Design language , 具有宏、循环、分支等程序语言功能, 并可以提供简单的界面定制功能,实现 参数的交互输入,运行程序,从而可以 实现参数化建模。 主要用于对ANSYS 不熟悉的用户,只需使用定制按钮调出 交互输入框,按照提示输入实体的各个 参数,即可自动生成实体模型。
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/prep7!进入前处理器 et,1,solid164!选择单元 mp,ex,1,210e3!定义材质 mp,prxy,1,0.3 RECTNG,,50,,20!生成实体 wpoff,50,0 CSYS,4 RECTNG,-20,0,-20,0 wpoff,-10,-20 CYL4,0,0,10 AADD,ALL CYL4,0,0,5 ASBA,4,1 VEXT,ALL,,,,,-5 wpoff,-40,40 wpro,,90 RECTNG,,10,,10 CYL4,5,5,2 ASBA,15,16 VEXT,17,,,,,5 VADD,ALL /PREP7!重新进入前处理器 MSHAPE,1,3D!网格划属性 MSHKEY,0 VMESH,ALL!实体划分网格
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ANSYS刚打开导入文件时通常是线条文件, 选 择 菜 单 中 plotctrls>style>solid model facets,再选择对话框里面的fine,replot 画面就出现了实体模型。
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利用命令流的方式建模 在抽入窗口直接输入命令并按回车。 直接在记事本中输入模型创建的每条 命令,并可在命令流后加入注释内容, 然后保存成.txt文件,作为一个批处理 文 件 。 从 ANSYS 的 实 用 菜 单 File>Read Input From命令调用编辑好 的命令流文件,在图形窗口即可看到 模型创建的每一个过程。
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映射网格划分 映射网格划分是对规整模型的一种网格划 分技术,它在面上生成四边形网格,在体 上生成六面体网格。 优点:生成的有限网格形状规则,数量要 比相应的自由网格少很多,节省计算时间, 提高计算精度。 缺点:对面和体的形状有一定的要求,对 复杂模型,必须先将其分割成规则形状模 型后才能使用。会花费较多的时间和精力。
利用LS-DYNA进行成形仿真的输入控制参数
利用LS-DYNA进行成形仿真的输入控制参数Translated by SunnyWinterLS-DYNA已广泛用于汽车碰撞分析。
默认的输入参数一般能给出有效,精确的碰撞模拟结果。
但是,这些默认值对于成形仿真分析并不一定理想。
下面是一个标准的金属成形过程。
为及时参考,推荐输入参数用黑体字标识,并包含在盒状关键字输入框中。
模型明确要求的数据,如终止时间等参数,输入黑体的0值。
一般问题设定在显式成形仿真中,利用质量比例缩放和(或者)人为的高工具速度,运行时间可以大大缩减。
这两种方法都会引入人为的动力学影响,因此必须将其减小到在工程意义上合理的水平。
一个单独的描述人为动力影响的参数是:工具每运动1毫米所采用的显式时间步进值(或周期)数目。
当成形过程允许大的无限的板料运动,比如冲击成形,需要更多的毫米周期数。
当板料被压边圈和冲模支撑较强的约束住时,较少的毫米周期数是必要的。
对大多数的仿真来说,100到1000之间的毫米周期数能产生合理的结果。
如果可能,或者有必要重复一个仿真,可利用两个不同的毫米周期值并比较分析结果去估计其对人为动力学影响的敏感性。
推荐选择的一个最大工具速度是2.0mm/ms,起始和结束速度为0。
可以使用简单的梯形速度轮廓(如图1)。
利用大的时间缩放步参数dt2ms获得要求的毫米周期数,可参考下面的公式:时间步大小=1.0/(最大工具速度*毫米周期数)工具速度,时间步大小和结束时间必须在协调的参照系中选择。
如果所有的工具运动给定,可用下面的步骤设置模拟参数:已知:工具全部行程(mm):D最大工具速度(mm/ms):2.0速度轮廓: 2.0毫秒上升和2.0毫秒下降的梯形(如图1)选择:毫米周期数:ncpm计算:结束时间(ms): T=2.0+D/2速度数据点:(0.0,0.0)(2.0,2.0)(T-2.0,2.0) (T,0.0)时间步大小(ms): dt2ms=1/(2*ncpm)上面的运算提供速度轮廓数据点用于下面的工具运动部分。
基于ANSYSLS-DYNA的固体食品包装袋空投着陆过程仿真
收稿日期:2015-06-03修回日期:2015-07-21作者简介:王宏(1967-),男,山西临猗人,博士,教授。
研究方向:空降空投技术。
摘要:基于ANSYS/LS-DYNA 软件平台,采用双层高强度聚丙烯材料的包装方案,以盛装20kg 大米的包装袋为例,采用数值模拟的方法,研究包装袋从200m 高空着陆冲击过程中包装袋主要力学参数的微观变化过程,主要包括形状变化及应力的变化过程,找出了可能对包装袋造成破坏的原因和最容易破坏的部位,并验证了双层高强度聚丙烯材料包装方案的可行性。
为实现固体食品的高空无伞空投提供了参考。
关键词:固体食品,包装袋,着陆冲击,系统仿真中图分类号:TP302.7文献标识码:A基于ANSYSLS-DYNA 的固体食品包装袋空投着陆过程仿真王宏,李松,董新东(空军空降兵学院,广西桂林541003)Study on Simulation of the Airdrop Landing Process of Solid FoodPackaging Bag Based on ANSYSLS-DYNAWANG Hong ,LI Song ,DONG Xin-dong (Air Force Airborne Academy ,Guilin 541003,China )Abstract :Based on ANSYS/LS-DYNA software platform ,the packaging project of double-layerhigh-strength polypropylene material is used.A packaging bag filled with 20kg rice is taken as an ing numerical simulation method ,micro changing process of major mechanics parameters is studied when the packaging bag dropping from 200m high -altitude and landing impacting.The changing process mainly includes the change of shape and stress.Possible reasons that may damage the bag and the most easily destroyable place are found.Feasibility of the double -layer high -strength polypropylene project is testified ,which gives a reference to the realization of airdrop of solid food from high altitude.Key words :solid food ,packaging bag ,landing impact ,simulation 0引言随着硬件日新月异的发展和数值模拟理论与软件平台的日趋完善,数值模拟已成为一种在诸多领域不可或缺的研究分析手段[1]。
基于LS-DYNA对静压单桩沉桩过程的数值模拟
基于LS-DYNA对静压单桩沉桩过程的数值模拟静压桩由于其沉桩过程振动少、噪音小、对施工场地污染少、桩身质量有保障且施工工期短等优点,在基础工程建设中的应用日益广泛。
但静压桩属于挤土桩,在沉桩施工过程中,土体在桩体剧烈的贯入作用下会产生严重的挤土效应,这就会给周边环境、桩基质量以及桩基后期承载力等带来许多不利的影响。
因此,研究静压沉桩过程对桩周土体的挤压效应具有非常重要的意义。
本文基于有限元软件LS-DYNA,根据静压桩的实际施工情况,建立了可以考虑土体的大变形、土体剪胀性质、土体初始重力场、桩土界面摩擦等情况下的三维实体桩土系统模型,通过运用多物质ALE流固耦合法和位移加载法成功实现了静压桩的连续贯入模拟,得到了整个沉桩过程中沉桩阻力及桩周土体应力、应变的变化规律。
主要包括以下内容:(1)首先简单介绍了有限元软件LS-DYNA的发展以及建模分析流程,然后对在LS-DYNA中实现静压沉桩数值模拟需要注意的几项关键事项及解决方法进行了介绍,如土体大变形处理、土体本构模型和参数的选取、土体初始应力场的施加以及桩土之间耦合设置等。
(2)针对静压实心桩挤土效应问题,首先从机理上对静压桩的沉桩特性以及沉桩阻力变化规律进行了阐述;然后利用有限元软件LS-DYNA对静压实心桩沉桩的全过程进行了数值模拟,并对模拟所得的土体内部应力、应变、土体表面位移以及沉桩阻力变化规律进行了详细分析,最后系统探讨了桩头锥角、桩土摩擦系数以及土层分层性状对实心桩沉桩挤土效应的影响。
(3)针对空心管桩沉桩挤土效应问题,首先从机理上对静压开口管桩形成土塞效应进行了分析;然后利用有限元软件LS-DYNA对静压开口管桩沉桩的全过程进行了数值模拟,结果表明,LS-DYNA能够模拟出开口管桩从沉桩开始到形成土塞并最终呈现完全闭塞性态的整个过程,研究发现在沉桩相同深度处,桩内土体应力远大于桩外土体应力,这是导致土塞形成的主要原因。
最后系统探讨了桩靴形状、管桩截面尺寸、桩土摩擦系数以及层状土分布对静压开口管桩土塞高度和沉桩阻力的影响。
基于ANSYS_LS_DYNA的应力波反射法的数值模拟_张乐婷
专家专稿文章编号:1009-6825(2010)32-0001-02基于ANS YS /LS -DYNA 的应力波反射法的数值模拟收稿日期:2010-07-25作者简介:张乐婷(1985-),女,兰州交通大学土木工程学院岩土工程专业硕士研究生,甘肃兰州 730070余云燕(1968-),女,教授,兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州 730070张乐婷 余云燕摘 要:采用一种基于AN S Y S /L S -DYNA 的非线性动力有限元分析方法,对桩身进行了数值模拟,得到了桩的应力波反射特点,验证了基于AN S Y S /L S -DYNA 非线性动力有限元分析方法在桩身应力波分析问题中的可行性。
关键词:应力波,有限元,数值模拟,AN S Y S /LS -DYNA 中图分类号:TU 473.1文献标识码:A0 引言由于桩基础可以把荷载传至稳定层,并达到了安全可靠的效果,所以随着经济的迅速发展,桩基础已被广泛用于各类建筑物、桥梁、港口等结构。
但由于桩基础作为一种隐蔽工程,难免在施工和使用阶段出现问题而不被及时发现,为了保证工程质量,必须对桩基质量进行检验,以便准确判断出缺陷的类型,测出缺陷的位置和程度,采取经济合理、易操作的补救措施,防止事故的发生。
由此可见桩身完整性检测对桩基工程而言具有极为重要的意义。
所以桩基础的检测成为众多学者研究的课题,同时也出现了很多有效的研究方法如回传射线矩阵法[1-3]、以波动理论为基础的动测技术等。
AN S Y S 是一个融结构、热、流体、电磁和声学于一体的有限元分析软件,近年来广泛用于工程领域。
其有限单元法(或称有限元法)是当今工程分析中获得最广泛应用的数值计算方法。
由于它的通用性和有效性,受到工程技术界的高度重视。
伴随着计算机科学和技术的快速发展,现已成为计算机辅助设计和计算机辅助制造的重要组成部分。
在AN SYS /LS -DYNA 中,ANSYS 仅仅为LS -DYNA 提供前后处理,具体求解过程由LS -DYNA 版求解器来完成。
利用ANSYSLS-DYNA仿真计算
利用ANSYS/LS-DYNA仿真计算ANSYS/LS-DYNA的前后处理器是ANSYS/PRE-POST,求解器LS-DYNA,是全世界范围内最知名的有限元显式求解程序。
LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)J.O.Hallquist博士主持开发,时间积分采用中心差分格式,当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应,是北约组织武器结构设计的分析工具。
LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网Pubic Domain公开发行,因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。
从理论和算法而言,LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。
1988年,J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司(Livermore Software Technology Corporation),LS-DYNA开始商业化进程,总体来看,到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。
1996年功能强大的ANSYS前后处理器与LS-DYNA合作,命名为ANSYS/LS-DYNA,目前是功能最丰富,全球用户最多的有限元显式求解程序。
ANSYS/LS-DYNA的用户主要是发达国家的研究机构、大学和世界各地的工业部门(航空航天、汽车、造船、零件制造和军事工业等)。
应用领域是:高速碰撞模拟(如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故引起的结构动力响应和破坏)、乘客的安全性分析(保护气囊与假人的相互作用,安全带的可靠性分析)、零件制造(冲压、锻压、铸造、挤压、轧制、超塑性成形等)、罐状容器的设计、爆炸过程、高速弹丸对板靶的穿甲模拟、生物医学工程、机械部件的运动分析等。
ANSYS/LS-DYNA强大功能的基础是求解器的理论基础和丰富算法。
下面仅就LS-DYNA在模拟冲压、锻压和铸造等工艺过程的功能和特色进行说明:1. 冲压薄板冲压过程的物理描述是:在模具各部件(通常是凸模、凹模和压料板)的共同作用下,板料发生大变形,板料成形的变形能来自强迫模具部件运动外功,而能量的传递完全靠模具与板料的接触和摩擦。
lsdyna使用方法2
第1章ANSYS/LS-DYNA基石出知识有限元2009-05-12 20:06:17 阅读62 评论0 字号:大中小订阅近年来,非线性结构动力仿真分析方面的研究工作和工程应用取得了很大的发展。
20世纪90年代中后期,著名的通用显式动力分析程序LS-DYNA被引入中国,在相关的工程领域中迅速得到广泛的应用,已成为国内科研人员开展数值实验的有力上具。
LS-DYNA的显式算法特别适合于分析各种非线性结构冲击动力学问题,如爆炸,结构碰撞、金属加工成形等高度非线性的问题,同时还可以求解传热、流体以及流固耦合问题。
LSTC公司和ANSYS公司合作推出的ANSYS/LS-DYNA软件,结合了LS-DYNA强大的显式动力分析方法与ANSYS的前后处理功能。
对于曾经接触过ANSYS结构分析的读者而言,谊程序无疑是最理想的辅助动力分析工具。
本章的目的在于全面介绍ANSYS/LS-DYNA的基础知识,包括下面的几个主题:+ LS-DYNA计算程序的发展过程☆LS-DYNA的分析功能与应用范围+ ANSYS/LS-DYNA的工作环境+ ANSYS/LS-DYNA的一般分析过程+ ANSYS~S-DYNA的程序组织和丈件系统+ LS-DYNA显式动力分析的基本概念1.1 LS—DYNA计算程序的发展过程1976年,美国LawrenceLivermore国家实验室J.O.Hallquist博士主持开发完成了DYNA程序系列,主要目的是为武器设计提供分析工具。
1986年部分DYNA源程序在Public Domain(北约局域网)发布,从此在研究和教育机构广泛传播,被公认为是显式有限元程序的先导,是目前所有显式求解程序的基础代码。
1988年,J.O.Hallquist创建LSTC公司(LivermoreSoftwarenchnolOWCorporation),推出LS-DYNA 程序系列,主要包括显式LS-DYNA2D、LS-DYNA3D,隐式LS-NIKE2D、LS-NIKE3D、热分析LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D,前后处理LS-MAZE、LS-ORION、LS-INGRID、LS-TAURUS等商用程序,逐步规范和完善程序的分析功能,陆续推出930版(1993年)和936版(1995年),同时增加了汽车安全性分析、金属板的冲压成形以及流固耦合(ALE算法和Eluer算法),使得LS-DYNA程序系统的应用范围不断扩大,并建立起完备的软件质量保证体系。
基于ANSYS_LS_DYNA的进近灯光杆塔撞击应力数值仿真
第33卷 第2期 2011-2(上)【131】基于ANSYS/LS-DYNA的进近灯光杆塔撞击应力数值仿真Numerical simulation for pole impact stress analysis based on ANSYS/LS-DYNA张积洪,李德根ZHANG Ji-hong, LI De-gen(中国民航大学 航空自动化学院,天津 300300)摘 要:本文针对机场内进近灯光站点所使用的进近灯光杆塔,从应力分析的角度出发,利用有限元分析软件ANSYS,建立了飞机撞击进近灯光杆塔应力仿真的有限元模型,得到了灯塔的应力、速度、位移等参数。
从而为进近灯光杆塔易折结构设计、维护和损伤评估等提供理论上的支持。
验证了基于ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元分析方法在求解高速碰撞响应分析问题中的可行性。
关键词:撞击;应力;数值模拟;ANSYS/LS-DYNA中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2011)2(上)-0131-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.2(上).430 引言在机场内,各种各样的目视助航设施(例如进近灯光杆塔、气象设备、无线电导航设施)安装在靠近跑道、滑行道和机坪之处,飞机在着陆、起飞或地面操作中,偶然会碰撞上这些设施,而一旦碰撞上,必将会对飞机造成一定程度的损坏,所以这些设施设备及其支撑结构要求必须是易折的,并且其安装高度要尽可能地低,以保证飞机在碰撞到这些设施设备时不致失控。
刚性设计(左)的进近灯光站点正在由新的易折结构(右)代替,如图1所示。
图1 刚性设计(左)的进近灯光站点正在由新的易折结构(右)代替本文从应力的角度,采用有限元分析的方法,试图得到进近灯光杆塔灯塔在撞击过程中的应力,并进而分析进近灯光杆塔破断的原因,为易折结构的优化设计及其强度的提高提供一种方法和手段。
1 显式有限元动力分析的理论基础碰撞过程是一个瞬态的复杂物理过程,它包含以大位移、大应变为特征的几何非线性和以材料弹塑性变形为典型特征的材料非线性,这些非线性物理现象的综合作用结果使进近灯光杆塔塔碰撞过程的精确描述和求解十分困难。
ansys-LS-DYNA使用指南中文版本
ansys-LS-DYNA使用指南中文版本ansys-LS-DYNA使用指南中文版本_全文在线阅读请使用IE7或IE8预览本页,个别文件很大超过5M,请等几分钟后再下载!谢谢!ansys-LS-DYNA使用指南中文版本-第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1 显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2 显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
基于ANSYS_LS_DYNA模拟水下爆炸冲击波的等效质量法
弹 箭 与 制 导 学 报 Jo urnal of Projectiles , Rocket s , Missiles and Guidance
Vol. 28 No . 3 J un 2008
基于 ANSYS /LS2DY NA 模拟水下爆炸 冲击波的等效质量法 3
P=
[1 -
ρ0 C2μ[ 1
+
(1
-
γ0 )μ 2
aμ2 ] 2
( S1
-
1)μ -
μ2 S2 μ+ 1 -
S3
μ3 (μ + 1) 2 ]
+ (γ0 +αμ) E
(6)
式中 :μ = ρ/ρ0 - 1 , C = 01 148 , S1 = 11 75 , S2 =
S = 0 ,γ0 = 01 4934 ,α = 0[2 ] 。
3 等效质量法
为了克服上述困难 , 文中提出了等效质量 法 。这里首先给出炸药的模拟质量和等效质量 的概念 ,炸药的模拟质量是指数值模拟中所使用
第 3 期
贾宪振等 :基于 ANS YS/ L S2D YNA 模拟水下爆炸冲击波的等效质量法
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的炸药质量 ,炸药的等效质量是指根据冲击波峰 值压力的经验公式 ,利用不同爆距处的冲击波峰 值压力的计算值反推而求得的炸药质量 。在上 面的算例中 ,100kg 就是炸药的模拟质量 。爆距 为 3m 处的峰值压力计算值为 62M Pa ,根据经验 公式可求得对应的炸药质量为 42. 2kg ,即爆距 为 3m 处炸药的等效质量为 42. 2kg 。再根据经 验公式求出 42. 2kg TN T 炸药在爆距为 3m 处的 比冲量的经验值为 22927N ·s/ m2 ,而爆距为 3m 处的比冲量的计算值为 22838N ·s/ m2 ,二者基 本一致 ,比冲量误差只有 0. 4 % ,这说明在本节 的算例中 ,100kg TN T 炸药在爆距为 3m 处所形 成的冲击波强度 ,实际上相当于 42. 2kg TN T 炸 药在爆距为 3m 处所形成的冲击波强度 。按照 同样的方法 ,可以求出爆距为 4 、5 、6 、7m 的等效 质量以及相应的比冲量误差 ,见表 2 。
基于ANSYS和LS-DYNA的钢弹侵彻钢板数值数字模拟
基于ANSYS/LS-DYNA的钢弹侵彻钢板数值模拟摘要:利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件Lagrange算法,对钢弹以一定的角度斜侵彻厚钢板进行了全过程的数值模拟,求解着速度为1000m/s左右的钢弹侵彻钢板的动力响应时间历程,获取钢弹侵彻钢板的速度、加速度和Von-Mises应力云图,帮助我们分析高速碰撞过程并量化碰撞过程中物质内部的变化。
关键词:有限元分析ANSYS LS-DYNA钢弹侵彻数值模拟0 引言钢弹侵入是十分复杂的固体动力学问题,其大量的中间过程如弹、靶的相对速度,弹靶接触面运动规律,应力分布与传播,能量和动能的转化等难以通过理论分析与计算得到。
数值分析方法为研究钢板侵彻问题提供了良好的教学手段,通过对钢弹及钢板在侵彻过程中网格变化,记录钢弹与钢板作用过程的全部信息,从而反映真实的侵彻过程。
1 ANSYS/LS-DYNA有限元软件ANSYS/LS-DYNA是由美国公司开发的一款软件,由于ANSYS/LS-DYNA程序有强大的数值模拟功能,它在民用和国防工业领域有广泛的应用。
主要涉及爆破工程的安全分析流体结构相互作用;战斗部结构的设计分析;内弹道发射对结构的动力响应分析;侵彻过程及爆炸成坑模拟分析;军用设备和结构设施受碰撞和爆炸冲击加载的结构动力分析;超高速碰撞模拟分析等。
本文采用了ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对钢弹侵彻钢板进行数值模拟、仿真与分析。
2 有限元模型2.1 钢弹侵彻3cm钢板计算机算法和材料模型选择本试验属于典型的钢弹侵彻钢板问题,钢弹速度中等,属于中速撞击范围。
钢弹及钢板计算模型如图1所示。
图1 模型示意图钢弹尺寸(直径1.5cm ,长度5.0cm )与钢板尺寸(厚度3.0cm,长度30.0cm 宽度30.0cm)相比要小得多,可以认为钢板是无限域。
在这种情况下,钢板可视为轴对称体,由于钢弹也为轴对称体,为了简化问题的计算,在分析的过程中只建立二分之一个模型。
