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基于对称性的弹体与靶板有限元模型建立与仿真

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于靶板及弹丸具有对称性,为节省计算时间,以及更好地表现侵彻效果,故建立1/4 模型进行仿真计算,并对弹丸头部以及混凝土靶中心区域加密,剩余部分适当稀疏。图2混凝土靶板网格划分图3混凝土靶板及弹体模型弹丸材料选用30CrMn 钢,等效靶板材料选用45 钢,其参数如表1 所示。

基于对称性的弹体与靶板有限元模型建立与仿真

高速弹丸侵彻混凝土时,会出现成坑、裂纹和崩落的现象,利用ANSYS LS-DYNA 软件进行非线性动力学仿真。本文采用Lagrange 动力学算法,利用材料失效、侵蚀接触和单独失效模型等完成高速弹丸侵彻贯穿混凝土靶板动力学仿真。其中弹丸及等效钢靶采用JOHNSON-COOK 本构模型,混凝土由于结构和材料的特殊性,本文选用RHT 本构模型。

由于靶板及弹丸具有对称性,为节省计算时间,以及更好地表现侵彻效果,故建立1/4 模型进行仿真计算,并对弹丸头部以及混凝土靶中心区域加密,剩余部分适当稀疏。选用卵形实体弹丸进行仿真,弹丸直径为93 mm,长度为249 mm,建模及网格划分如图1 所示。

图1 弹体1/4 模型及网格划分

混凝土靶板横截面积为720 mm×720 mm,厚度分别为20 cm、50 cm、80 cm、100 cm,以50 cm 混凝土靶板为例,建模效果及网格划分如图2 和图3 所示,在对称面上施加对称边界约束,设置计算时间步长为5 μm。

图2 混凝土靶板网格划分

(www.xing528.com)

图3 混凝土靶板及弹体模型

弹丸材料选用30CrMn 钢,等效靶板材料选用45 钢,其参数如表1 所示。

表1 30CrMn 钢及45 钢材料参数

混凝土材料参数如表2 所示[9]

表2 混凝土材料参数

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