基于LS-DYNA的壳体动态破碎数值模拟方法研究(3)
张晓天，贾光辉，黄海等[14]系统阐述了在超高速碰撞碎片云数值模拟过程中，传统的Lagrange方法所存在的缺陷，以及相应的改进方式。分别用节点分离的Lagrange有限元算法、SPH无网格算法对超高速碰撞问题进行了数值模拟，模拟之后再与所查找的资料中记录的实验结果和Euler利用算法所计算出的结果进行对照。结果阐明了，节点分离法的计算速度较快，数值接近实际，计算的边界容易分辨等等一系列有顶，对高速碰撞的模拟很有效果。在一些其他的实验中，基于LS-DYNA的节点分离方法模拟结果均与实验结果的符合程度较高。
1.6 选题的意义
基于LS-DYNA壳体破碎动态数值模拟方法研究，能够较好的反映出壳体在破碎过程当中的状态以及现象，结合一定的实际的实验结果，可以不断的加深壳体的破碎实验理论。同时，由于是使用软件模拟方法进行实验，实验的成本也会较实际实验大大降低。此外，该软件本身的节点分离方法又具有运算速度快，实验结果符合程度高等一系列的优势，因此，有必要选择基于LS-DYNA壳体破碎动态数值模拟方法研究。
2. 理论基础
2.1弹丸的破碎效应
榴弹爆炸时具有毁伤作用。引信起爆炸药后，爆轰波以7km/s左右的速度传播，炸药装药全部爆轰完毕约需几十微秒。爆炸时会产生爆轰产物，这些爆轰产物对壳体产生作用，会使壳体发生变形。当变形达到较大的形态时，壳体内的薄弱环节就会发生较大形变，进而产生裂纹，随后扩展开。接下来爆轰产物将会继续作用，弹体的体积将会逐步增大，继续产生新的裂纹。当这些裂纹相交后，弹体形成了破片。普通钢质弹体约膨胀到原直径的1.75倍时形成破片。弹体金属破坏是以剪切形式出现的，方向与法线成45度。
由于弹壳体在爆轰产物的作用下会产生极大的变形膨胀，因此破碎产生的破片的初速将会很高。爆轰产物在接下来的时间内将逐渐从裂缝中漏出，因此，作用在破片上的爆轰产物也会减少，导致破片加速度减小，当上述作用力与空气产生的阻力平衡的时候，破片的速度达到稳定状态，称之为破片初速。破片初速通常为600—2000m/s。
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