AUTODYN计算分析基础

1、AUTODYN计算分析的基础、特征、商用：终点效应、LS-DYNA、AUTODYN、DYTRAN。 AUTODYN更适合：应用领域：军工、DYNA民生多、汽车(接触算法)独特的映射技术：可以实现Lagrange和欧拉之间的相互映射等不同求解器之间的转换的材料库：军工专用材料库，约300种，结构材料考虑应变率的影响只需引爆、烈性炸药JWL、冲击起爆Lee-Tarver、Slow-Burn (引信点火或爆炸)，即可记述多种二相EOS、高速冲击气化现象，特征(续)、特有的随机故障模式：材料整体性能的不均匀性、材料破坏时其几何学对称性的特征不同自然东鳞西爪战斗部欧拉技术：具有三种欧拉、高精度(欧拉-f

2、ct、欧拉-godunov )、爆炸驱动、波传播、喷气流穿透甲的优点，杵体的长度、速度分布与实测很好地一致的无网格技术： SPH、高速冲击冲击、几何空间中的SPH 前后的处理和求解器的整合性，一般问题的分析步骤，第一步是求解类型(2D，3D )，单位制是单精度满足求解效率和内存的要求：避免压力低于1.0-6的单位制避免产生针织面料质量低于1.0-6的用户针织面料。 差动奥尔特单位：在一般问题解析步骤的第二个步骤中定义材料的第一种方法：材料库是材料模型的状态方程(体积变化) Single phase、Multi-phase、Compaction、Explosive强度模型(形状变化)屈服应力和应

3、变， 应变率与温度等的关系Hydrodynamic、elastic、Perfectly plastic、Strain hardening、Pressure hardening、Strain-rate hardening、Thermal softening Plastic Strain、Tensile Pressure、Principal Stress/Strain、ortropicstress/strain和Damage材料在很大程度上取决于使用领域和可用材料数据的原则：材料模型尽可能简单， 一般问题的分析过程定义了材料(续)，线性状态方程：假设密度变化很小，而压力与内部无关，过程的可逆性(等

4、熵)通常用于固体(4340 STEEL )。 k压缩模量、压缩比材料数据少，但较大的压缩状况不太准确。 多边形状态方程(water )扩展：压缩： SHOCK EOS:copper“状态方程”基本上忽略假设：容积变化律和应变律不耦合的体积粘性。 一般问题分析过程的第二阶段定义了材料(续)，有孔的材料在变形过程中孔会破裂引起不可逆的体积变形，粉末(加工成形用的金属粉末)、混凝土、土壤要求EOS :即使不可逆的孔破裂，也可以计算初期的弹性体积变形和最后的材料状态。 用三个状态方程描述： Porous、Compaction、P-Alpha、一般问题的分析步骤第二步定义材料(续)、压缩过程用密度和压力

5、的1.0个阶段性线形函数的值描述的弹性负荷/卸载的斜率是初期音速和完全压实后音速的线性插值法。Porous状态方程(泡沫等减震防爆)、一般问题分析步骤的第2步是定义材料(接着)，Porous状态方程扩展，行政许可更多弹性载荷/载荷释放斜率控制的弹性声速为密度函数(优于线性插值法)。Compaction状态方程，一般问题分析步骤的第二步是定义材料(续)，完全压缩材料由线性、多边形和Shock状态方程定义的塑性压缩过程可由用户基于函数定义。 P-alpha EOS (混凝土、陶瓷等人工脆性材料)，一般问题的分析步骤的第二阶段是材料(续)，方程式形式：Ideal Gas状态方程(空气、爆炸生成物后期

6、)，其中：=理想瓦斯气体常数，=密度Pshift=初期压力，e=内可说明： Pshift为小的初期压力、一般问题分析程序的第二阶段定义材料(续)，描述烈性炸药爆炸品的快速膨胀(爆炸和膨胀阶段)。 JWL状态方程是经验方程，来自数据为物理(圆筒)实验的状态方程适用于大部分高能量烈性炸药(含有铝的除外)的爆炸生成物的气体压强由下式给出：其中，a、b、R1、R2、w为经验的导出常数，=密度，=基准密度，h=r/r0 理想的瓦斯气体状态方程，JWL状态方程(烈性炸药爆炸)，Q=附加的比能量，a=能量发射常数，m=能量发射指数，n=压力指数， JWL状态方程Miller Extension是指，在包含例

7、如铝(Al )或高锰酸铵(AP )的不是理想烈性炸药的铝(Al )或高锰酸铵(AP )粒子燃烧后，放出更多的能量的Miller Extension 假设一般问题的分析步骤定义了材料(接着)，一般问题的分析步骤定义了材料(接着)，点火和生长模型用于描述烈性炸药的初期阶段：点火从局部无线热点开始，在从这些个的角度向外生长的Lee-Tarver状态方程中， 用对惰性烈性炸药的状态方程(Shock或JWL形式)的三个基本部分的JWL的状态方程记述反应的爆炸品的反应率方程式记述燃烧的点火、成长和完成。 Lee-Tarver状态方程(冲击起爆)、Steel-HE-Steel营销对象铜弹冲击速度： 2.5

8、km/s 3.0 km/s 2.5 km/s无冲击起爆； 冲击以3.0 km/s爆炸。 一般问题分析步骤的第二阶段定义了材料(续)、Lee-Tarver状态方程、2.5 km/s、3.0 km/s，一般问题分析步骤的第二阶段定义了材料(续)，描述了烈性炸药不爆炸时的慢燃烧(爆震声)过程：爆炸物质以预先定义的燃烧速度点火的起爆取决于时间后续爆炸物质以如下定义的速度燃烧： f是材料的燃烧尺寸g，c，h(P )是用户输入的关残奥表。 线性或压缩固体状态方程JWL状态方程用于雷格林模和SPH值解算器中的爆炸产物。慢速burn状态方程、一般问题分析过程第二步定义材料(续)、用户定义状态方程子程序EXEO

9、S定义通过公共子摇滾乐使用其他变量提供子程序框架、用户定义状态方程、一般问题分析过程第二步定义材料(续) noneelasticvon-misesviscoelasticjohnson-cook piecewise-jczerilli-Armstrong Steinberg -指南， 材料强度类型copper-symonddrucker-prager mo-granular Johnson-holmquistlt-concrete beam -持久性ceorthortropicyieldcrushablefoam (ISS 在一般问题分析程序的第二阶段定义材料(续)、高应变、高应变率、高温的材

10、料，用于高速冲击和爆炸引起的材料变形。 该材料的屈服应力为： Johnson-Cook模型，其中有效塑性应变a、b、c、n、m是材料常数。 一般问题分析步骤的第二阶段定义了材料(续)，包括压力对屈服应力和剪切弹性模数的影响与应变率没有直接关系在内，整个计算过程中应变率非常高(105/秒以上)，Steinberg-Guinan强度模型，其中有效的应变率t为温度、一般问题分析程序的第二阶段定义了材料(续)，常用于干旱土、砂、岩石、混凝土、蜂窝混合双打等材料。 压力硬化1.0点段屈服应力-压力曲线密度硬化1.0点段屈服应力-密度曲线剪切弹性模数变量1.0点段剪切弹性模数-密度曲线、MO-Granul

11、ar强度模型、一般问题分析步骤第二阶段定义材料(续)、易碎材料，如玻璃， 塞拉混合双打等使用的易碎材料屈服于大应变，高应变率和高压强塑性损伤模型的组合材料屈服，是因为微裂纹生长取代了断层运动(金属塑性)的有效塑性应变，导致了损伤积累。Johnson-Holmquist模型，一般问题的分析步骤的第二阶段定义材料(续)，大部分材料在故障之前，有很多方法判定是否是只能抵抗小的拉伸应力和应变(或)的故障。 尤针织面料的故障行为是瞬时的，也是累积的。故障模型、一般问题的分析程序在第二阶段定义材料(续)，压力低于静水拉伸压力极限时发生体积故障。 它可以用来解释材料的破坏和空化作用。 在、压力、静水拉伸压力

12、的临界、时间、Hydro故障(Bulk )、一般问题的分析步骤的第二阶段定义材料(继续)，如果有效塑性应变超过输入的临界应变值，则会发生体积故障，可用于说明易延性材料的故障。 在应变失效(Bulk )，应力，EPS，临界应变，一般问题的分析步骤的第二阶段定义材料(续)，故障基准：影响因素：Johnson-Cook破坏/损伤模型，D=1.0材料开始故障时用于OFHC铜，装甲钢，4340号钢等一般问题分析过程中的第二个步骤定义了对称载荷和对称几何使用的材料(续)。材料微缺陷的位置采用随机破坏材料应力/应变的方法，即故障和破坏的初始位置：模拟每个单元有不同破坏应力/应变的材料本身的缺陷。 Mott分

13、布表示材料的断裂应力/应变的不均匀性。 可以模拟东鳞西爪战斗部自然东鳞西爪的质量和尺寸空间分布。随机故障、一般问题的分析步骤第二阶段定义材料(续)，Mott应变故障分布： p为故障概率c和常数，随机故障，用户定义c为计算分布类型： Fixed为每次同一Random-多种材料可以使用的故障模型、故障概率、故障应变、一般问题的分析步骤第二阶段为东鳞西爪分析、选择性汇总状态方程汇总活性各向同性固体/瓦斯气体(高能烈性炸药、燃烧粉末、反应瓦斯气体等) 爆炸以同样的速度爆炸： JWL状态方程爆炸的开始和传播与当地的材料情况有关： Lee-Tarver状态方程的爆炸过程多孔质： Slow Burn Com

14、paction固体状态方程，用户定义的状态方程没有孔： Slow Burn Linear固体状态方程，用户定义的状态方程，选择材料小压缩(1%):ortropicwithpolynomial或Shock状态方程的其他使用者定义。对材料进行了强度模型的归纳和非活性瓦斯气体： None非活性各向同性固体(金属、聚合物、混凝土、地质材料等)的应变率依赖于弹性： ViscoElastic应变率不依赖于弹性(无塑性):elastic弹塑性材料不硬化： von Mises应变硬化、应变熔融： Johnson-Cook Steinberg-Guinan、Zerilli-Armstrong、Piecewise

15、-JC弹性易破坏的材料仅限压力硬化： Druker-Prager、Mo-Granular无孔： Johnson-HC 惰性各向同性固体(金属、聚合物、混凝土、地质材料) Hydrodynamic:Hydro (Pmin )弹塑性材料脆性材料/东鳞西爪：主应力(碰撞软化)易伸长材料：有效塑性应变、主应变、主应力弹性脆性材料； 拉伸断裂失效：主应力/应变(碰撞软化)剪切损伤： JH2、RHT、累积损伤模型、一般问题分析步骤常用于初始速度的设定，第三步骤定义初始条件，一般问题分析步骤为不同求解器具有适当的边界条件，第四步骤定义边界条件，一般问题分析步骤选择求解器的定义有两种方式： Manual和Part wizard的大多数求解器都可以使用manual (3d )和SPH求解器、第五步模型、一般问题分析部件向导方式三步曲(形状、网格和材料)、第五步模型、一般问题分析步骤、第五步模型、Manual方式三步曲(网格、形状和材料)、一般问题分析步骤边界条件的施加/删除添加测量点/消除ALE运动的施加调整求解器的IJK范围的调整模