SPH和Lagrange网格混合超高速碰撞仿真——基于Ls-dyna和Ls-prepost

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前言

参考贾光辉老师编著的《航天器结构——超高速碰撞数值仿真》一书，第3.4节，单层板结构SPH与Lagrange网格混合仿真算例。

效果如下：

LS-PrePost是一种免费与LS-DYNA一同交付的高级前处理程序和后处理程序，其核心功能

1. 支持LS-DYNA的关键词文件
2. 支持LS-NYNA的结果文件
3. 后处理(动画，fringing，曲线绘制)
4. 前处理(网格划分，清除，建立实体 )

网上资源: http://www.lstc.com/lspp/

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一、问题描述

一个直径为1.0cm的铝弹丸以3km/s的速度正撞击一块尺寸为12cm×12cm×0.6cm的铝制靶板。试用SPH与Lagrange网格混合建模法观察弹丸对靶板的撞击效果图。

靶板中心区3cm×3cm×0.6cm部分用SPH建模，其他部分用有限元模型；弹丸使用SPH建模；利用对称性，建立1/4模型。

二、建模过程

1.定义材料参数

定义本构模型参数：

定义状态方程参数：

定义单元算法：

2. 创建模型

创建靶板：

创建弹丸SPH模型

创建一个原点位于（0，0，1）的参考坐标系

创建一个1/4球体


选择弹丸的所有外表面，单元网格自动化分

右键删除LSHELL3及RefGeom

创建靶板Segment1集合1
在树图中只显示靶板的网格模型

鼠标点选黑色区域所示的segment，完成集合创建

创建靶板SPH节点集

3.创建靶板FEM与SPH固连接触

编辑关键字

4.创建靶板无反射边界条件

选择靶板的两个外边界上的单元面作为segment2

通过关键字设置无反射边界条件

5.定义SPH的对称面

关于OYZ平面对称

关于OZX对称

6.定义有限元对称边界面的约束

7.定义弹丸初始速度

创建弹丸节点集

速度沿Z轴负向，大小3km/s

8.各个PART与材料本构模型、状态方程及单元算法的链接

9.定义控制参数

定义二进制结果文件的输出

二进制结果文件输出时间间隔为0.2us

三、求解及后处理

保存k文件，提交给Ls-dyna进行求解。
读取d3plot文件，因为只画了四分之一的模型，要选择查看镜像模型

树图下关闭对称面，影响查看效果。可以选择查看应力云图。