当前位置：文档之家 › 于LS-DYNA的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析

于LS-DYNA的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析

  • 格式：pdf
  • 大小：655.86 KB
  • 文档页数：7

基于ＬＳ－ＤＹＮＡ的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析高轩能刘颖王书鹏华侨大学土木工程学院，福建泉州３６２０２１ 摘 要：基于ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ，在验证模型及参数选取正确及可靠的基础上，建立了大空间柱壳结构在爆炸作用下的冲击波压力场计算模型。引入本征正交分解（ＰＯＤ）法，解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题，大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱壳结构在爆炸冲击荷载作用下的压力场进行了数值模拟计算与分析，研究了跨度和矢跨比等因素对结构压力场分布的影响。结果表明，计算模型适用于大空间柱壳结构在爆炸作用下的动力响应计算。爆炸；冲击波；大空间柱壳结构；本征正交分解（ＰＯＤ）法；矢跨比Ｏ３８３＋．２；ＴＵ３９３．３Ａ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　ｓｈｏｃｋ　ｗａｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｌａｒｇｅ－ｓｐａｃｅ　ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ　ｓｈｅｌｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬＳ－ＤＹＮＡＧＡＯ　Ｘｕａｎ－ｎｅｎｇＬＩＵ　ＹｉｎｇＷＡＮＧ　Ｓｈｕ－ｐｅｎｇ

基金项目：国家自然科学基金项目（５１００８１３３）；福建省自然科学基金项 目（２０１１Ｊ０１３１９）；厦门市科技计划项目（３５０２Ｚ２００７３０３６）２０１０－０３－１０２０１０－０９－０６高轩能　男，博士，教授，博士生导师，１９６２年６

月生万方数据 ７１

万方数据表

１

万方数据７３

万方数据４ 结

论万方数据＠＠［　１　］　Ｄｏｅｒｋ　Ｏ，　Ｆｒｉｃｋｅ　Ｗ，　Ｗｅｉｓｓｅｎｂｏｍ　Ｃ．　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ　ａｔ　ｗｅｌｄｅｄ　ｊｏｉｎｔｓ　［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆａｔｉｇｕｅ，２００３　，　２５　（５）　：　３５９　－３６９．＠＠［２］杨和振，李华军．深海钢悬链立管时域疲劳寿命预估研究 ［Ｊ］．振动与冲击，２０１０，２９（３）：２２　－　２５．＠＠［３］　ＸⅢ－１４５８－９２　ＸⅤ－７９７－９２，　ⅡＷ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｓ　ＸⅢ　ａｎｄ ＸⅤ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ　ｓｔｒｅｓｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｆｏｒ ｆａｔｉｇｕｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗｅｌｄｅｄ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ⅡＷ　Ｄｏｃ［Ｓ］．＠＠［４］周张义，李芾，安琪，等．钢结构焊缝疲劳强度分析技 术的最新进展［Ｊ］．中国铁道科学，２００９，３０（４）　：７０　－７６．＠＠［　５　］　Ｈｏｂｂａｃｈｅｒ　Ａ　Ｆ． Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ＩＩＷ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｆａｔｉｇｕｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗｅｌｄｅｄ　ｊｏｉｎｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ－Ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｄｅ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ　ｕｐｄａｔｅｄ　［　Ｊ　］．　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆａｔｉｇｕｅ， ２００９，　３１　（１）　：　５０　－５８．＠＠［６］王国波．站桥合一大跨度钢结构振动效应研究［Ｒ］．武汉 理工大学博士后研究报告，２００９．＠＠［７］　Ｎｉｅｍｉ　Ｅ．　Ｓｔｒｅｓｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｆａｔｉｇｕｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗｅｌｄｅｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　［　Ｍ］．　Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　：　Ａｂｉｎｇｔｏｎ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，　１９９５．＠＠［８］靳慧，李菁，张其林，等．铸钢节点环形对接焊缝的疲 劳计算［Ｊ］．同济大学学报（自然科学版），２００９，３７（１）： ２０　－　２４．＠＠［９］　ＤＮＶ（　Ｄｅｔ　Ｎｏｒｓｋｅ　Ｖｅｒｉｔａｓ）．　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ＤＮＶ－ＲＰ－ ２０３．　ｆａｔｉｇｕｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｏｆｆｓｈｏｒｅ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［　Ｓ］　，２００８．＠＠［１］钱七虎．反爆炸恐怖安全对策［Ｍ］．北京：科学出版 社，２００５．＠＠［２］高轩能，王书鹏．大空间柱面网壳结构在爆炸荷载下的动 力响应［Ｊ］．振动与冲击，２００９，２８（１０）：６８　－７３．＠＠［　３　］　Ｒａｆｔｏｙｉａｎｎｉｓ　Ｉ　Ｇ，　Ｓｐｙｒａｋｏｓ　Ｃ　Ｃ，　Ｍｉｃｈａｌｔｓｏｓ　Ｇ　Ｔ．　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　ｒｏｏｆｓ　ｕｎｄｅｒ　ｂｌａｓｔ ｌｏａｄｉｎｇ　［　Ｊ　］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　，２００７，２９　：　８８　－　１００．＠＠［４］李海旺，郭可，魏剑伟，等．撞击载荷作用下单层球面网 壳动力响应模型实验研究［Ｊ］．爆炸与冲击，２００６，２６（１）： ３９　－　４５．＠＠［　５　］　Ｆａｎ　Ｆ，　Ｗａｎｇ　Ｄ　Ｚ，　Ｚｈｉ　Ｘ　Ｄ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅｓ　ｆｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ ｌａｙｅｒ　ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ　ｄｏｍｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｉｍｐａｃｔ　ｌｏａｄｓ　［　Ｊ　］．　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　，２００８，１４：５４５　－　５５０．＠＠［６］周岱，刘红玉，李春祥．拉索－网壳结构的动力特性和 非线性动力反应［Ｊ］．振动与冲击，２００２，２１（１）：７－１１．＠＠［７］宋卫东，吴开腾，宁建国．机库内爆炸效应的数值模拟研 究［Ｊ］．兵工学报，２００７，２８（　１１）：１３２９　－　１３３４．＠＠［８］高轩能，王书鹏，江媛．爆炸荷载下大空间结构的冲击 波压力场分布及泄爆措施研究［Ｊ］．工程力学，２０１０， ２７（４）：２２６－２３３．＠＠［９］张建胜，武岳，沈世钊．单层网壳结构风振响应的模态 耦合效应分析［Ｊ］．振动与冲击，２００６，２５（６）：３９　－４２．＠＠［１０］张守中．爆炸基本原理［Ｍ］．北京：国防工业出版 社，１９８８．＠＠［１１］李翼祺，马素贞．爆炸力学［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９２．＠＠［　１２］　Ｈｅｎｒｙｃｈ　Ｊ等，熊建国译．爆炸动力学及其应用［Ｍ］．北 京：科学出版社，１９８７．＠＠［１３］林大超，白春华，张奇．空气中爆炸时爆炸波的超压函 数［Ｊ］．爆炸与冲击，２００１，２１（１）：４１－４６．＠＠［　１４］　ＬＳ－ＤＹＮＡ　ｋｅｙｗｏｒｄ　ｕｓｅｒ＇ｓ　ｍａｎｕａｌ［　Ｚ］．　Ｖｅｒｓｉｏｎ　９７１，　ＬＳＴＣ， Ｍａｒｃｈ，　２００５．＠＠［１５］陈波．大跨屋盖结构等效静风荷载精细化理论研究 ［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２００６

．

万方数据基于LS-DYNA的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析作者：高轩能， 刘颖， 王书鹏， GAO Xuan-neng， LIU Ying， WANG Shu-peng作者单位：华侨大学土木工程学院,福建泉州,362021刊名：振动与冲击英文刊名：Journal of Vibration and Shock年，卷(期)：2011,30(9) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zdycj201109015.aspx

合集下载

典型战斗部水下爆炸侵彻仿真

典型战斗部水下爆炸侵彻仿真

工程爆破 ENGINEERING BLASTING

文章编号：1006 — 7051(2016)04 — 0039 — 04

典型战斗部水下爆炸侵彻仿真

李惠明1>2,陈智刚2,赵东华、杨力2,李超、赵长啸1

(1.武汉军械士官学校，武汉430075; 2.中北大学机电工程学院，太原030051)

摘要：为了研究典型战斗部水下侵彻情况，采用ANSYS-LS/DYNA 3D

有限元仿真软件，对圆柱形装药和半球形空穴装药水中爆炸

情况进行数值模拟，并分析了两者冲击波压力、气泡直径的变化。结果表明：25 ^

时，半球形空穴装药近距离产生的冲击波压力是圆柱

形装药的3

倍多，但随着距离的增大，不同装药的影响逐渐减小;500 _

时，半球形空穴装药水中爆炸形成的气泡轴向直径是圆柱形装药

的1.5

倍。采用ANSYS-LS/DYNA 3D

有限元仿真软件，对圆锥形装药战斗部和半球形装药战斗部爆炸成型和水中侵彻情况进行数值

模拟，结果表明：半球形装药战斗部形成的射流外形良好，侵彻水层的速度降较小，更适合水中侵彻破坏。

关键词：水下爆炸；侵彻仿真；数值模拟；装药结构；冲击波

中图分类号：TD265. 3+3

文献标识码：A doi

： 10. 3969/j. issn. 1006-7051. 2016. 04. 008

Penetration underwater explosion by typical warhead simulation

LI Hui-ming1,2, CHEN Zhi-gang2, ZHAO Dong-hua1, YANG Li2, LI Chao1 , ZHAO Chang-xiao1

(1. Wuhan Ordnance N. C. O. School, Wuhan 430075, China

；

2.

School of Mechanical and Engineering, North University of China

LS-DYNA在工程结构抗爆中的应用

LS-DYNA在工程结构抗爆中的应用

LS-DYNA在工程结构抗爆中的应用

伍建强;钱永久;贺丽

【期刊名称】《四川建筑科学研究》

【年(卷),期】2005(031)005

【摘 要】工程结构抗爆是一个非常复杂、重要且急需解决的课题.基于大型非线性动力有限元软件LS-DYNA,对工程结构抗爆特性、爆破拆除以及抗爆设计进行研究,提供了一个有力的仿真计算工具,也很容易地解决了爆炸荷载难于处理的问题,为工程结构抗爆的研究工作提供了可靠的理论基础.

【总页数】3页(P36-38)

【作 者】伍建强;钱永久;贺丽

【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031

【正文语种】中 文

【中图分类】TU352.1

【相关文献】

1.高强度硅酮结构胶在抗爆玻璃幕墙中的应用 [J], 司林刚

2.压力注浆工艺在抗爆建筑物混凝土结构修复中的应用 [J], 李刚

3.基于模糊层次分析法的钢结构和超高分子量聚乙烯材料在工程抗爆应用中优选

[J], 刘智锋; 程浩

4.基于模糊层次分析法的钢结构和超高分子量聚乙烯材料在工程抗爆应用中优选

[J], 刘智锋; 程浩 5.岩土工程抗爆结构模型试验装置研制及应用 [J], 沈俊;顾金才;陈安敏;徐景茂;明治清;张向阳

因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

基于LS-DYNA及FLUENT的板壳结构流固耦合分析

基于LS-DYNA及FLUENT的板壳结构流固耦合分析

基于LS-DYNA及FLUENT的板壳结构流固耦合分析

基于LS-DYNA及FLUENT的板壳结构流固耦合分析

本文采用ANSYS显示动力分析模块LS-DYNA及流场分析模块FLUENT，对水下的板壳结构运动及其界面的流固耦合现象进行了仿真分析。流场计算得到的界面压强数据以外载荷的形式施加于结构表面，使其产生位移及变形；同时，结构的变化又进一步影响了流场的分布。通过往复的双向耦合迭代，得到了板壳结构的动力学响应以及流场的分布情况。仿真结果与试验结果的对比表明，此方法适用于解决兼有大位移及较大变形特征的流-固耦合问题。

1前言

在自然界中，流-固耦合现象广泛存在于航空、航天、汽车、水利、石油、化工、海洋以及生物等领域。很多实际问题中流体载荷对于结构的影响不可忽略；同时，结构的位移和变形也会对流场的分布产生重要影响。例如各种水下运动机构都需要考虑这种现象。

板壳是基本的结构单元，研究其与流体相互作用的过程的仿真方法对水下结构的设计具有一定的指导意义。文献利用ANSYS/LS-DYNA对板壳结构在水下爆炸冲击载荷作用下的动力学响应进行了仿真分析和试验研究，文献对窄流道中柔性单板流致振动引起的流-固耦合问题进行了数值模拟，但以上文献所进行的分析均为板壳结构处于约束状态下的平衡位置附近的振动耦合分析。利用ANSYS静力学分析模块以及CFX或FLUENT等流体分析模块对有固定约束条件的板壳结构进行流-固耦合分析的实例已经很多，ANSYSWorkbench中也有这方面的耦合实例。但是对于流体冲击引起结构的大位移以及较大变形的动力学分析目前还不完善，有待进一步的研究。因此本文应用大型通用有限元分析软件ANSYS13.0中的显示动力分析模块LS-DYNA以及流体分析模块FLUENT，对受流体冲击作用下兼有大位移及较大变形的板壳结构的流-固耦合作用进行了仿真分析。

2有限元分析

2.1问题描述

本文针对板壳结构受流体冲击载荷作用下的动力学响应进行分析，主要研究板壳结构的运动时间历程、应力分布规律以及对流场分布的影响。

基于通用程序的水下爆炸及其对结构作用的数值模拟研究

基于通用程序的水下爆炸及其对结构作用的数值模拟研究

基于通用程序的水下爆炸及其对结构作用的数值模拟研究

本学位论文的工作主要是运用AUTODYN、ABAQUS和LS-DYNA这三个通用程序,研究水下爆炸及其对平板、圆柱壳和鱼雷壳体结构的作用。研究内容包括:(1)水下爆炸过程的数值模拟研究;(2)基于Taylor平板理论和DAA方法的ABAQUS程序的二次开发及其应用;(3)深水爆炸冲击波作用下圆柱壳动态响应的数值模拟研究;(4)对于LS-DYNA程序远场水下爆炸模拟方法的修正;(5)水下爆炸冲击波毁伤鱼雷的终点效应初步分析;(6)近场和远场水下爆炸冲击波作用下鱼雷壳体结构动态响应的数值模拟研究。第一章:介绍了本文的研究对象、研究方法和研究背景,综述了国内外相关研究的进展,简要介绍了所采用的通用程序,并给出了模拟结果的验证方法。第二章:运用AUTODYN程序的一维模拟方法,对无限水域中的水下爆炸冲击波以及深水爆炸冲击波和气泡脉动进行了数值模拟研究,并将模拟结果与经验公式、理论公式和实验结果进行了比较。

最后总结了模拟结果,得出了对工程应用有益的结论。第三章:根据Taylor平板理论和一阶逼近DAA方法,建立了水下爆炸冲击波作用下结构高频响应时湿面的总压力载荷的计算模型,并将该模型嵌入到了ABAQUS程序的用户子程序当中,完成了ABAQUS程序的二次开发,从而实现了在不建立流场模型的情况下平板和圆柱壳结构的水下爆炸冲击响应模拟。并根据平板和圆柱壳的水下爆炸实验结果验证了该方法的模拟精度。第四章:基于通用程序ABAQUS,运用静力分析和动力分析相结合的研究方法,对深水环境中圆柱壳在水下爆炸冲击波作用下的动态响应进行了数值模拟研究,分析了深度、爆心方位和预应力对圆柱壳动态响应的影响,研究了圆柱壳的破坏载荷和破坏模式随深度而变化的规律。

第五章:对水下爆炸冲击波硬毁伤鱼雷的终点效应进行了初步分析,建立了该问题的分析模型,并以此得到了简化模型。然后分析了水下爆炸冲击波毁伤鱼雷过程中主要的影响因素,并根据现有条件确定了研究思路。然后,针对LS-DYNA程序在计算远场水下爆炸时存在的不足,提出了等效质量法,并验证了该方法的有效性。在此基础上模拟了鱼雷壳体结构在远场水下爆炸作用下的动态响应,研究了鱼雷内部构件的惯性效应对于壳体毁伤的影响,分析了鱼雷壳体的冲击环境。