關(guān)于穿甲仿真的報告

1、關(guān)于鎢合金動能穿甲彈穿甲的仿真鎢合金動能穿甲彈穿甲仿真報告做仿真一定要懂相關(guān)的理論基礎(chǔ)，最低的要求是“基本概念清晰”。2014.12.16目 錄目 錄1一，發(fā)展?fàn)顩r21.穿甲彈發(fā)展?fàn)顩r22.裝甲發(fā)展?fàn)顩r23.侵徹問題仿真技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r3二，理論基礎(chǔ)41.固體中的應(yīng)力波42.材料的動態(tài)性能測試與應(yīng)變率效應(yīng)53.金屬材料的應(yīng)變率響應(yīng)54.彈體侵徹金屬靶板過程的描述6三，穿甲彈穿甲仿真發(fā)展?fàn)顩r71.現(xiàn)狀72.展望7四，有限元計算流程81.LS-DYNA簡介82.DYNA仿真的一般流程93.Johnson-Cook模型簡介94.Johnson-Cook模型參數(shù)識別101)逐步識別法102)優(yōu)化識別法11

2、5.仿真實例流程131)設(shè)置單元類型與實常數(shù)132)設(shè)置材料屬性133)模型的建立154)劃分網(wǎng)格165)定義接觸166)定義邊界條件167)其他參數(shù)的設(shè)置178)求解17五，收獲24一，發(fā)展?fàn)顩r1. 穿甲彈發(fā)展?fàn)顩r穿甲彈最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，最初用于對付有防護(hù)裝甲的工事和艦艇，后來在對付坦克裝甲中獲得了極大地發(fā)展。穿甲彈的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下的發(fā)展歷程：脫殼穿甲彈次口徑超速穿甲彈普通穿甲彈脫殼穿甲彈由彈體和脫落部分組成，脫殼結(jié)構(gòu)使得炮彈在出膛之前具有較小的質(zhì)量和較大的直徑，容易被加速，使得炮彈具有較高的初速度；出膛之后脫落部分脫落，炮彈具有較小的體積和較高的密度，再飛行過程中速度損失小。

3、所以這種炮彈具有初速度高（1500-2000m/s），和較高的著靶比動能，穿甲能力很強。彈芯由貧鈾合金或高密度鎢合金制成。貧鈾合金在穿甲構(gòu)成中有自銳性，穿甲能力極強，穿透裝甲厚會劇烈燃燒引燃彈藥庫，并釋放有毒氣體，且貧鈾合金是廢物利用，成本低，加工工藝性好，是絕佳的穿甲彈芯材料。但是它會對環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，并且對己方士兵也有傷害，禁用的呼聲比較高。高密度鎢合金具有密度大（18左右），強度高（7600GPa左右），穿甲能力也很強，對環(huán)境沒有危害所以是研究的熱點。參考文獻(xiàn)：1王迎春,王潔,管維樂. 穿甲彈的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究J. 飛航導(dǎo)彈，2013,01:48-52.2. 裝甲發(fā)展?fàn)顩r裝甲是和

4、穿甲技術(shù)并肩發(fā)展起來的，裝甲可以分為被動裝甲和主動裝甲。雖然當(dāng)今各種形式的主動裝甲種類繁多但是，被動裝甲是基礎(chǔ)，沒有哪一種主動裝甲能夠完全代替被動裝甲。被動裝甲的發(fā)展主要是依靠材料技術(shù)的發(fā)展，如鋼質(zhì)裝甲，鋁合金裝甲，鈦合金裝甲，陶瓷裝甲和樹脂基復(fù)合材料裝甲等。主動裝甲主要有爆炸式反應(yīng)裝甲以及一些其他形式的反應(yīng)裝甲。目前，爆炸拋板式反應(yīng)裝甲是反應(yīng)裝甲的主要應(yīng)用形式，只不過拋板的形式多種多樣，越來越復(fù)雜。參考文獻(xiàn)：1房凌暉,鄭翔玉,馬麗,汪倫根. 坦克裝甲車輛裝甲防護(hù)發(fā)展研究J. 四川兵工學(xué)報,2014,02:23-26. 2郭正祥. 爆炸反應(yīng)裝甲的發(fā)展方向(上)J. 國外坦克,2008,10:2

5、6+31-37. 3郭正祥. 爆炸反應(yīng)裝甲的發(fā)展方向(下)J. 國外坦克,2008,11:31-37.3. 侵徹問題仿真技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r總的來說侵徹的有限元仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，我們可以很容易的學(xué)習(xí)到，關(guān)于長桿侵體侵徹反應(yīng)裝甲的數(shù)值模擬也有很多人做過了，也是一個比較成熟的技術(shù)。侵徹是一個大變形，非線性的過程，理論上說常用的有限元分析軟件都可以做侵徹的仿真，但是對于這種大變形，非線性的有限元仿真常用的軟件有LS-DYNA，AUTODUN，Abaqus等，最常用的是LS-DYNA。二，理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)任何技能的基礎(chǔ)，往往我們認(rèn)為做仿真只需要動的軟件的操作就可以了，不需要懂那些深奧的理論。我

6、認(rèn)為這種想法是十分錯誤的，就像編程只懂得編程語言而不懂得編程的思想一樣，必然是不行的。但純粹做應(yīng)用也不能像做理論的人那樣精通理論，因為理論真的很難。對于一個用通用工程軟件作仿真的人，最低的要求也應(yīng)該是懂基本原理。比如做侵徹問題的仿真最起碼需要知道材料的動態(tài)響應(yīng)形式和他們之間的作用機理，可以不會用公式推導(dǎo)，但要知道我們的結(jié)果是從哪里來的。1. 固體中的應(yīng)力波應(yīng)力和應(yīng)變擾動的傳播形式。在可變形固體介質(zhì)中機械擾動表現(xiàn)為質(zhì)點速度的變化和相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的變化。應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的變化以波的方式傳播，稱為應(yīng)力波。通常將擾動區(qū)域與未擾動區(qū)域的界面稱為波陣面，波陣面的傳播速度稱為波速。地震波、固體中應(yīng)力波相

7、關(guān)圖書的聲波和超聲波等都是常見的應(yīng)力波。應(yīng)力波的研究同地震、爆炸和高速碰撞等動載荷條件下的各種實際問題密切相關(guān)。在運動參量不隨時間變化的靜載荷條件下，可以忽略介質(zhì)微元體的慣性力，但在運動參量隨時間發(fā)生顯著變化的動載荷條件下，介質(zhì)中各個微元體處于隨時間變化著的動態(tài)過程中，特別是在爆炸或高速碰撞條件下，載荷可在極短歷時（毫秒、微秒甚至納秒量級）內(nèi)達(dá)到很高數(shù)值（1010、1011甚至1012帕量級），應(yīng)變率高達(dá)102107量級，因此常需計及介質(zhì)微元體的慣性力，由此導(dǎo)致對應(yīng)力波傳播的研究。對于一切具有慣性的可變形介質(zhì)，當(dāng)在應(yīng)力波傳過物體所需的時間內(nèi)外載荷發(fā)生顯著變化的情況下，介質(zhì)的運動過程就總是一個應(yīng)

8、力波傳播、反射和相互作用的過程，這個過程的特點主要取決于材料的特性。應(yīng)力波研究主要集中在介質(zhì)的非定常運動、動載荷對介質(zhì)產(chǎn)生的局部效應(yīng)和早期效應(yīng)以及載荷同介質(zhì)的相互影響（見沖擊載荷下材料的力學(xué)性能），研究時需要考慮材料在高應(yīng)變率下的動態(tài)力學(xué)性能和靜態(tài)力學(xué)性能的差別。問題的復(fù)雜性在于，應(yīng)力波分析是以已知材料動態(tài)力學(xué)性能為前提的，而材料動態(tài)力學(xué)性能的實驗研究又往往依賴于應(yīng)力波的分析。式2-1是求解動力學(xué)問題的基本微分方程。是已知常數(shù)。位移分量是的未知函數(shù)。根據(jù)初始條件與邊界條件，解出位移分量后，也可以解出應(yīng)力分量。 式2-1 固體中的應(yīng)力波可分為無旋波和等容波，縱波和橫波，球面波和柱面波。應(yīng)力波在非

9、均勻或各向異性材料中還會出現(xiàn)反射，折射，散射等現(xiàn)象。2. 材料的動態(tài)性能測試與應(yīng)變率效應(yīng)在材料的動態(tài)分析中，有一個非常重要的概念-應(yīng)變率。應(yīng)變率是表征材料變形速度的一種度量，應(yīng)變對時間的導(dǎo)數(shù)。研究材料動態(tài)力學(xué)性能的系列實驗按應(yīng)變率大小排列有：中應(yīng)變率實驗（10E010E2/s）、高應(yīng)變率實（10E210E4/s）、超高應(yīng)變率實驗（10E410E6/s）。理論分析中假設(shè)應(yīng)力，應(yīng)變與應(yīng)變率無關(guān)，稱為應(yīng)變率無關(guān)理論。事實上，無論金屬材料或非金屬材料，其力學(xué)性質(zhì)都是與應(yīng)變力相關(guān)的。由于應(yīng)變率歷史效應(yīng)以及在高速變形條件線產(chǎn)生絕熱剪切帶等不穩(wěn)定性因素，使得材料對于高應(yīng)變率響應(yīng)變得十分復(fù)雜，而一些實驗方法則

10、起著主要作用。I，膨脹環(huán)測試技術(shù)。實驗的過程是通過爆炸控制均勻膨脹環(huán)運動，通過環(huán)的運動方程和測試記錄的數(shù)據(jù)，計算環(huán)材料的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變率響應(yīng)。II，Hopkinson桿測試技術(shù)。Hopkinson壓桿本質(zhì)上是一種簡單的彈性桿，在桿的一端施加未知的壓力時間載荷，產(chǎn)生一個彈性波在桿中傳播，彈性波通過試件時，使試件產(chǎn)生塑性應(yīng)變。通過正確的測試技術(shù)，應(yīng)用彈性波理論可以在桿的輸入，輸出端記下擾動波的一些參量。從而獲得材料的應(yīng)力-應(yīng)變，應(yīng)力時間，應(yīng)變時間，應(yīng)變率時間的動態(tài)曲線，可以用來研究應(yīng)變率敏感材料的動態(tài)特性與應(yīng)變率歷史等等。3. 金屬材料的應(yīng)變率響應(yīng)至今人們已經(jīng)在不同程度上研究了相當(dāng)多的金屬和合金以及

11、一部分非金屬材料的動態(tài)力學(xué)響應(yīng)問題。了解材料的力學(xué)特性對應(yīng)變率的依賴關(guān)系是很重要的。不僅需要知道材料的動力學(xué)特性，還要知道材料的應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變率以及與溫度相關(guān)的力學(xué)狀態(tài)方程。從而用來進(jìn)行數(shù)值分析，并了解結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)。作為粗略的近似，應(yīng)變率等于撞擊速度除以結(jié)構(gòu)的變形取余尺寸。除了要求有一個破壞準(zhǔn)則外，還要求有一個反應(yīng)材料力學(xué)特性的合理的本構(gòu)關(guān)系。穿甲仿真多選用Johnson-cook本構(gòu)方程。4. 彈體侵徹金屬靶板過程的描述垂直侵徹的過程分析：根據(jù)彈丸對有限厚靶板的作用現(xiàn)象，可以講侵徹過程大致分為三個階段，即開坑階段，準(zhǔn)定常侵徹階段，穿透階段或剛性沖塞階段。（龔若來. 穿甲彈侵徹金屬靶板的數(shù)

12、值模擬D.南京理工大學(xué),2004.8-10頁有較為詳細(xì)的論述）。斜侵徹的過程分析：彈體對有限厚靶板斜侵徹的過程因受力的非對稱性，其破壞過程與垂直侵徹有明顯的區(qū)別。但兩者的物理本質(zhì)是一樣的，按彈體的受力狀態(tài)，可將彈丸斜侵徹有限厚鋼甲的過程劃分為三個階段：靶板厚的前三分之一階段，靶厚的后三分之一階段，上面兩區(qū)間之間的三分之一靶厚內(nèi)。（龔若來. 穿甲彈侵徹金屬靶板的數(shù)值模擬D.南京理工大學(xué),2004.10-11頁有較為詳細(xì)的論述）。參考文獻(xiàn)：1馬曉青. 高速碰撞動力學(xué)M.國防工業(yè)出版社,1998. 2錢偉長. 穿甲力學(xué)M.國防工業(yè)出版社,1984.3任會蘭，寧建國. 沖擊固體力學(xué)M.國防工業(yè)出版社,

13、2014.1龔若來. 穿甲彈侵徹金屬靶板的數(shù)值模擬D.南京理工大學(xué),2004. 2王猛. 細(xì)晶鎢合金穿甲彈芯侵徹機理分析及試驗研究D.南京理工大學(xué),2013.三，穿甲彈穿甲仿真發(fā)展?fàn)顩r1. 現(xiàn)狀動能穿甲彈侵徹金屬靶板的仿真已經(jīng)發(fā)展很多年了，1984年，錢偉長就已經(jīng)寫成教材了。至今這方面的技術(shù)發(fā)展的也已經(jīng)相當(dāng)完善，隨便找一本LS-DYNA的教材就會有動能穿甲彈侵徹金屬靶板的仿真的成熟例子。關(guān)于侵徹拋板式反應(yīng)裝甲的仿真也有不少人做過了。2. 展望不過隨著坦克裝甲技術(shù)和穿甲技術(shù)的發(fā)展，如今種類繁多的反應(yīng)裝甲才是當(dāng)今裝甲的主流。所以學(xué)習(xí)普通穿甲仿真的技術(shù)，應(yīng)用于彈體侵徹各種反應(yīng)裝甲進(jìn)行仿真還有很多工作

14、可以做。四，有限元計算流程1. LS-DYNA簡介LS-DYNA程序960版（現(xiàn)在已經(jīng)有971版了）是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉(zhuǎn)動和大應(yīng)變）、材料非線性（140多種材料動態(tài)模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能（隱式指迭代格式左端會出現(xiàn)右端的未知量，所以每一步迭代都需要解方程組。一般來說隱式迭代算法穩(wěn)定性較好。）；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預(yù)應(yīng)力計算和薄板沖壓成型后的回彈計算）；軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序

15、。是顯式動力學(xué)程序的鼻祖和先驅(qū)，在該領(lǐng)域仍然無出其后者。LS-DYNA的應(yīng)用范圍非常廣，如汽車碰撞，電子產(chǎn)品跌落，侵徹流構(gòu)耦合，熱分析等等。且功能強大，算法先進(jìn)。LS-DYNA與其他的軟件有良好的兼容性，LS-DYNA本身沒有前處理和后處理功能，僅僅是一個求解器。他的前處理和后處理可以用LS-PrePost或者ANSYS來做，其中LS-PrePost和DYNA是同一家公司的，擁有無可比擬的兼容性，但會用的人少，相關(guān)資料也少；我們知道學(xué)一款軟件也不是一件很輕松的事，DYNA可以用ANSYS做前處理和后處理，這對于會用ANSYS的人來說無疑是福音，因為使用DYNA基本相當(dāng)于不需要學(xué)習(xí)新的軟件操作。

16、雖然ANSYS的操作操作界面極其不友好，但是學(xué)會他的命令流之后，他就會變得相當(dāng)好用。我做仿真時用ANSYS做前處理，用LS-PrePost做后處理。這里面不得不提的是DYNA的K文件。ANSYS做完前處理就會把所有的信息寫入這個K文件，DYNA讀取K文件來進(jìn)行計算。K類似于一種語言，不過不太容易理解。有些功能不能在ANSYS中進(jìn)行，需要我們需要直接去修改K文件。所以還要了解一些這個K文件。2. DYNA仿真的一般流程DYNA仿真的流程和其他有限元軟件操作的流程基本相同，前處理，求解和后處理。前處理中完成了大部分工作，包括對真實模型的簡化，對各種參數(shù)的定義都會深刻的影響求解的結(jié)果，多數(shù)參數(shù)都有它

17、對應(yīng)的物理意義，這就需要我們理解仿真模型的理論基礎(chǔ)。如果不懂基本概念直接去做那所得到的結(jié)果就根本無法保障了。DYNA做侵徹仿真中有三套參數(shù)值得注意，一，材料的本構(gòu)方程的選擇及其參數(shù)的設(shè)置。選擇合適的本構(gòu)方程才能精確的模擬真實的物理作用過程。二，接觸類型的選擇及其參數(shù)的定義。不同的接觸適合不同的情況，選擇正確的接觸類型及其參數(shù)也是得到正確結(jié)果的關(guān)鍵。三，算法的選擇及其參數(shù)的定義，算法的選擇不僅會影響結(jié)果的精確與否，還會影響算法的收斂性?？偠灾?，必須我們要做的就是讓我們的模型盡量的精確的帶便物理過程。求解需要我們做的就是等待。但是求解過程中會提示很多錯誤，很多時候需要根據(jù)報錯的提示回到前處理去解

18、決問題，這也是仿真中很重要的一部分。后處理對于仿真來說是非常重要的，因為仿真的目的是獲得需要的結(jié)果，而結(jié)果必須通過后處理來獲得。例如，侵徹問題，我們關(guān)心的可能是彈頭的剩余速度，彈頭的剩余長度等。3. Johnson-Cook模型簡介應(yīng)變由以下公式給出： 式中，為參考應(yīng)變率和參考溫度下的初始屈服應(yīng)力，即；和分別為參考應(yīng)變率和參考溫度下的材料應(yīng)變硬化模量和硬化指數(shù)；為材料應(yīng)變率強化參數(shù)；為材料熱軟化參數(shù)；為流動應(yīng)力，為等效塑性應(yīng)變，為相對等效塑性應(yīng)變率（=，為參考應(yīng)變率），為無量綱的溫度項（）， 為參考溫度，這里取作293 K，為材料的熔點溫度，為試驗溫度）。斷裂應(yīng)力由以下公式給出： 是輸入的常數(shù)

19、，損傷參數(shù)由以下公式給出：損傷參數(shù)D是一個積累量，當(dāng)損傷參數(shù)達(dá)到1時，發(fā)生破損，將材料單元刪除。4. Johnson-Cook模型參數(shù)識別只有正確的參數(shù)才能得到正確的仿真結(jié)果，對于一種材料，如果我們沒有他的本構(gòu)模型參數(shù)，就需要對參數(shù)進(jìn)行識別。參數(shù)的識別是建立在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的。對材料Johnson-cook模型參數(shù)識別有兩種常用的方法，逐步識別法和優(yōu)化識別法。1) 逐步識別法應(yīng)變硬化函數(shù)的參數(shù)（）的確定當(dāng)在參考應(yīng)變率和參考溫度條件下實驗，。在參考應(yīng)變率和參考溫度下做準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實驗，測得真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，用最小二乘法擬合得到。同樣在參考應(yīng)變率和參考溫度下做準(zhǔn)靜態(tài)扭轉(zhuǎn)實驗，擬合得到。將他們平均，

20、就獲得所需的參數(shù)，即熱軟化函數(shù)中參數(shù)的確定當(dāng)在參考溫度下做實驗時。當(dāng)在高溫下做實驗時。取不同的使得。分別在溫度下做準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實驗，測得屈服應(yīng)力，繪制-曲線。擬合得到。然后再不同應(yīng)變率下做實驗，擬合得到，取平均值即可。應(yīng)變率強化函數(shù)中的參數(shù)的確定在本構(gòu)方程中反解出若取參考溫度下的，并忽略絕熱溫升，則有通過霍普金森壓桿實驗獲得不同塑性應(yīng)變下（如）在應(yīng)力-對數(shù)應(yīng)變率坐標(biāo)中的曲線；采用線性擬合方法得到壓縮狀態(tài)下的應(yīng)變率強化系數(shù)，同樣通過霍普金森拉伸和扭轉(zhuǎn)實驗得到和。將或得的3個參數(shù)平均2) 優(yōu)化識別法上面討論的逐步識別法有一定的缺陷，如沒有考慮所有數(shù)據(jù)點，每條線之間的有機聯(lián)系，而優(yōu)化識別法恰好可以克服

21、這一缺點，即在參數(shù)空間采用迭代求解，尋找最優(yōu)的點使得實驗數(shù)據(jù)與模型預(yù)測之間的偏差最小。使用霍普金森壓桿實驗獲得不同應(yīng)變率下材料的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線即可。為了簡化，先不考慮，只對進(jìn)行識別，定義參數(shù)向量：,定義目標(biāo)函數(shù)為式中，為實驗測試值，為模型預(yù)測值，為實驗數(shù)據(jù)點，為實驗預(yù)測值與模型預(yù)測值之差。優(yōu)化目標(biāo)位?？梢圆捎昧Ｗ尤核惴?，共軛梯度法等盡心迭代求解。如果材料的絕熱溫升現(xiàn)象較為明顯，數(shù)據(jù)處理時就必須考慮這種現(xiàn)象，采用JC模型直接解出熱軟化參數(shù)式中的材料當(dāng)前溫度計算采用下面的表達(dá)式；，式中為比定壓熱容，為材料密度，為塑性功-熱轉(zhuǎn)換系數(shù)（可近似取1）定義一個參數(shù)則 為單元的塑性功（單元體積的塑性功）。

22、如果是溫度的函數(shù)，即則溫度的表達(dá)式為，如果假設(shè)是的線性函數(shù)式中，為室溫下材料的熱容，為材料參數(shù)。求出溫度將此式代入就可以求出。這樣在不同環(huán)境溫度和應(yīng)變率線可獲得多個值，將他們平均即求得材料的熱軟化參數(shù)。5. 仿真實例流程案例描述，直徑為9mm的圓頭均質(zhì)彈體，材料為93W。以1210m/s的速度垂直撞擊厚度為60mm的45號鋼靶板。如圖4.1所示。圖 4.1 實例圖1) 設(shè)置單元類型與實常數(shù)這里需要設(shè)置彈體與靶板的單元類型與實常數(shù)，如果彈體與靶板選擇相同的單元類型可以只設(shè)置一個。實例中彈體與靶板單元類型都選擇SOLID164，SOLID164不需要設(shè)置實常數(shù)。2) 設(shè)置材料屬性材料參數(shù)的設(shè)置至關(guān)

23、重要，會直接影響結(jié)果。材料參數(shù)可以參照其他資料所給的參數(shù)，如果使用一種全新的材料，應(yīng)該通過實驗來確定本構(gòu)模型的參數(shù)，在對比仿真的結(jié)果與實驗的結(jié)果是否吻合，從而得到一套能夠真實反映研究現(xiàn)象的參數(shù)，再通過這套參數(shù)模擬類似的情況。實例中采用的材料參數(shù)如下表所示，鎢合金彈體材料參數(shù)45號鋼靶板材料參數(shù)DENS(Kg/m3):材料的密度。EX(Pa)：楊氏模量。NUXY(無單位)：泊松比。(Pa)：屈服應(yīng)力參數(shù)，和胡克定律 比較，A增大相當(dāng)于增大。(Pa)：硬化系數(shù)，和胡克定律的本構(gòu)模型 比較，B增大相當(dāng)于增大。(無單位)：應(yīng)變率系數(shù)，此參數(shù)反映了材料對應(yīng)變率敏感的程度。(無單位)：硬化指數(shù)，(無單位)

24、：溫度 系數(shù)，次參數(shù)反映了材料對溫度變化的敏感程度。Melt Temp():融化溫度。 Room Temp():環(huán)境溫度。Ef P1 SR: （作用不明） Specific Heat(無單位): （作用不明）Fail Stress(無單位):失效應(yīng)力： （作用不明）D1(無單位)：此參數(shù)影響斷裂應(yīng)力，D1增大，斷裂應(yīng)力增大，損傷參數(shù)D就較慢的達(dá)到1，因此單元經(jīng)歷較大變形才被刪除，即材料變形較大。D2(無單位)：此參數(shù)作用與D1大致相同。D3(無單位)：此參數(shù)影響材料變形。D4(無單位): 此參數(shù)影響材料變形。D5(無單位)：此參數(shù)反應(yīng)反應(yīng)溫度對斷裂應(yīng)力的影響，進(jìn)而影響材料的變形。C(無單位)：

25、Hugoniot系數(shù)。（作用不明）S1(無單位)：HugoniotS1。（作用不明）S2(無單位)： （作用不明）S3(無單位)： （作用不明）GAMAO(無單位)：Gruneisen系數(shù)。（作用不明）A(無單位)：一階體積修正系數(shù)。（作用不明）E(0) (無單位)： （作用不明）V(0) (無單位)： （作用不明）參考文獻(xiàn)：1 DYNA理論手冊。 3) 模型的建立模型的建立應(yīng)該對實際模型進(jìn)行簡化，在對結(jié)果影響很小的情況下，盡量簡化模型，以節(jié)省機時。實例中只建立的1/4的模型，并對靶板進(jìn)行分割，以便于劃分網(wǎng)格時對不同的區(qū)域劃分不同的網(wǎng)格密度。模型如圖4.2所示，圖 4.2 模型圖4) 劃分網(wǎng)格

26、網(wǎng)格劃分的質(zhì)量也會影響求解的精確程度，一般來說網(wǎng)格劃分的規(guī)則，細(xì)密有利于提結(jié)果的精確程度。實例中通過對線的劃分段數(shù)進(jìn)行控制，來控制網(wǎng)格劃分。但網(wǎng)格太密會使求解時間極大地提高。并且有文獻(xiàn)中指出網(wǎng)格太密亦會得到不真實的結(jié)果。劃分網(wǎng)格如圖4.3所示。5) 定義接觸定義接觸之前需要先建立兩個part，把彈體設(shè)為part1，靶板設(shè)為part2。在兩個part之間建立接觸，接觸類型選擇Eroding-Surface to surface。靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)分別設(shè)為0.15和0.1.如圖4.4所示。6) 定義邊界條件定義邊界條件就是模擬真實的約束情況，對結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。如圖4.5所示，1,2，3

27、,4面約束他們垂直于自己方向的自由度，5,6面約束所有自由度。同時應(yīng)該給彈體施加一個1210m/s的初速度。面1面2面5面6面3如圖333面4如圖333圖 4.4邊界條件圖 4.3 網(wǎng)格圖7) 其他參數(shù)的設(shè)置其他的一些必要的參數(shù)有能量選項，人工體積粘性選項，時間步長因子，求解時間，結(jié)果文件輸出步數(shù)，結(jié)果文件輸出類型。能量選項全部打開，人工體積粘性選項設(shè)為0.08，時間步長因子設(shè)為0.6，求解時間設(shè)為150，結(jié)果文件輸出步數(shù)設(shè)置為50，結(jié)果文件輸出類型選擇dyna的后處理其識別的類型。其中時間不長因子很重要過大會導(dǎo)致計算結(jié)果發(fā)散，過小會極大地增加求解時間。8) 求解至此就可以求解了，可以通過an

28、sys中的solve求解，也可以輸出K文件，如果有必要進(jìn)行適當(dāng)修改在讀取K文件進(jìn)行求解。另外應(yīng)給掌握ansys命令流，對于這種重復(fù)的操作有極大地幫助，另附本實例的ansys命令流，結(jié)果如圖4.56毫秒39毫秒114毫秒132毫秒圖 4.5 結(jié)果圖FINISH/CLEAR/FILNAME,WANGMENG/TITLE,95W 45 /PREP7ET,1,SOLID164 !鎢合金材料參數(shù) !密度MP,DENS,1,17.96 !剪切模量 MP,EX,1,7.6 !泊松比MP,NUXY,1,0.3 TB,EOS,1,1,2 !ATBDAT,1,1.506e-2!B TBDAT,2,1.77e-3

29、!NTBDAT,3,0.12!CTBDAT,4,1.6e-2!M TBDAT,5,1!Melt TempTBDAT,6,1793!Room TempTBDAT,7,294!Ef P1 SRTBDAT,8,1e-6!Specific HeatTBDAT,9,4.77e-6 !fail StressTBDAT,10,-9 !D1TBDAT,11,1.8!D2TBDAT,12,0 !D3TBDAT,13,0 !D4TBDAT,14,0!D5 TBDAT,15,0!CTBDAT,16,0.4569!S1TBDAT,17,1.49 !S2TBDAT,18,0 !S3TBDAT,19,0 !GAMAOTBDAT,20,2.17 !ATBDAT,21,0.46 !E(O)TBDAT,22,0 !V(O)TBDAT,23,1 !45號鋼，靶板材料參數(shù)!密度MP,DENS,2,7.83 !剪切模量 MP,EX,2,2.1 !泊松比MP,NUXY,2,0.33 TB,EOS,2,1,2 !ATBDAT,1,4.96e-3!B TBDAT,2,4.34e-3 !NTBDAT,3,0.037!CTBDAT,4,2.2e-2!M TBDAT,5,0.804!Melt TempTBDAT,6,1793!Room TempTBDAT,7,294!Ef P1 S