用ANSYSLS-DYNA模拟爆炸过程.doc

爆炸问题的仿真分析在爆炸力学研究中正在发挥着日益重要的作用，LS-DYNA程序作 为分析非线性冲击动力问题的有效工具，可用来成功地模拟各种介质中的爆炸过程及各类工程 爆破过程利用LS-DYNA分析爆炸问题，可采用Lagrange算法，但是在大变形数值计算中，常会 出现单元畸变现钦特别是当划分单元的形状不规则时，这种现彖尤为突出.对于轴对称 爆炸问题，可以考虑采用SHELL单元轴对称算法公式（即ANSYS/LS-DYNA中2D-S0LID 162单元轴对称选项），结合自适应网格划分技术进行分析也可采用ALE方法及多物质流固耦合方法分析爆炸问题，对空气、土壤、水以及破坏后 的岩石采用ALE网格，对其他的固体结构采用Lagrange网格利用这一方法，由于材料物质 在网格中可以流动，因此不存在单元蹄变问题’在LS-PREPOST后处理程序中，可通过显示 网格中各种物质占有的体枳分数来得到不同物质之间的界面.可观察到土体中爆炸地表的豉包 现象等（见后面的分析实例》LS-DYNA程序提供了用于模拟炸药作用的数值模型，即高能炸药材料模型结合一个描述 爆生气体压力•体积关系的状态方程模型.炸药材料模型采用如下的关键字来定义：♦MAT_HIGH EXPLOSIVE BURN该关键字段的主要输入参数如下：MID, RO, D, PCJ, BETA, K. G, S1GY各参数的意义如下：MID：材料模型的ID编号；R0：炸药的质虽密度：D：炸药的爆速；PCJ：炸药的爆压：BETA：炸药单元内部压力计算公式的标识变量，可以为：O 0：表爪有体积压缩或满足程序控制起爆条件将起爆：4 I：表示根据计畀的结果，凡是有体积压缩的情况将会（爆；O 2：表示由程矗输入参数控制起爆。

K：体积弹性模竜（当BETA=2使用八G：剪切模量（当BETA=2使用）；S1GY：屈服应力（当BETA=2使用），用于设置炸药起爆的位置及起爆时刻的关键字段如下：♦INITIAL_DETONATION该关權字矗的主要望入参数如下：PID. X, Y, Z, LT各参数的意义如下：PID：炸药单元的部件号：X：起爆点的X坐标：Y：起嫌点的Y坐标；乙起爆点的Z坐标；LT：起爆点的点火时间LS-DYNA程序描述高能炸药爆轰产物压力•体积关系采用JWL状态方用髙能炸药爆轰产物的单元压力p由状态方程求得> JWL状态方程的旷卩关系如下：其中，/为相对体枳，俎为初始内能密度，参数八B、&、&、①为试验确定的常数”对于装药密度为1.2g/cm5的TNT炸药，各相关參数分别取值如下：>1-741 GPa, 418GPa, e=0.35, /?产5.56,心“.65, £^*3.6xiOV/m\比外，炸药的爆速D=55OOm/s,操压=l.OxlO,oPa <定义JWL状态方程的关键字为：♦EOSJWL该关键字段的输入参数包括，EOSID, A, B. Rl, R2, OMEG・ EO, V0各参数的意义如下：EOSID：状态方程模型的1D编号；A. B, RI, R2, OMEG为上述状态方程表达式中的参数/、B、R、、赵、巧E0：初始能最密度；V0；初始相对体枳。

此外，在爆炸问题分析中・注意到介质中会产生冲击波，形成各种物理量（压力、密度、 质点加速度和能诞等）的跳跃性间断.给求解带来困难因此在分析中，要将人工体积粘性加 进压刀项，使冲击波的强间斷转化成在相当狭窄区域内急剧变化但却是连续变化的情况.关于人粘件的相关理论背最.12章的介绍・金 ANSY&LS・ DYNA 中・通过臬纨瓊 H Main Menu>So!mion>Analysis Options>Bulk Viko. sily,对人工体枳帖性的•数进厅设賈•。