胶结充填体作为人工矿柱常受到邻近矿房开采的爆破扰动,严重影响其稳定性。基于KCC(Karagozian and Case Concrete)本构模型和ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)流固耦合算法,采用LS-DYNA软件开展胶结充填体受邻近矿房爆破扰动的数值...胶结充填体作为人工矿柱常受到邻近矿房开采的爆破扰动,严重影响其稳定性。基于KCC(Karagozian and Case Concrete)本构模型和ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)流固耦合算法,采用LS-DYNA软件开展胶结充填体受邻近矿房爆破扰动的数值模拟研究,考虑不同边孔间距(0.6、1.2、1.8、2.4 m)及养护龄期(14、21、28 d)影响,揭示充填体中爆破波传播规律,探究爆破扰动对胶结充填体的动力响应及其失稳破坏情况。结果表明:邻近采场爆破对胶结充填体的破坏损伤主要集中在边界处,为提高矿石回收率并保证充填体安全,建议采用边孔间距1.2 m方案;矿山爆破开采中充填体至少需要养护21 d;低龄期充填体矿柱顶底部区域是整个矿柱中的薄弱部分,易发生失稳,应予以重点监测。展开更多
针对飞机典型部位在遭到高速破片攻击后结构整体的战伤状态及破片的剩余行为开展数值模拟。应用LS-DYNA软件,结合有限单元方法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)两者的优势,建立...针对飞机典型部位在遭到高速破片攻击后结构整体的战伤状态及破片的剩余行为开展数值模拟。应用LS-DYNA软件,结合有限单元方法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)两者的优势,建立自适应的FEM-SPH耦合模拟方法,并构建2种飞机典型部位的计算模型,采用六面体网格局部细化方法实现了核心位置的精确模拟,并进行试验来验证数值模型;开展了一系列高速冲击战伤模拟,对比了不同工况下破片高速冲击结构后形成的碎片云和破口形貌,并对破片的剩余速度和质量进行分析,确定了破片在结构蒙皮上的临界跳飞角。结果表明:自适应FEM-SPH耦合算法的计算结果与试验结果吻合良好,能够对破片高速冲击战伤进行有效准确模拟;碎片云分布形状随破片速度增加变得狭长,冲击角度会改变碎片云和结构破口形状朝向;碎片云高度和扩散速度随破片速度或角度的变化趋势基本一致并都呈线性关系;破片的速度减少量不随初始速度变化,质量减少量则与冲击速度正相关,两者与冲击角度都负相关;破片临界跳飞角与冲击速度大小基本呈线性关系。展开更多
为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区...为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散。在耦合界面处将SPH粒子固结在有限单元,在有限元节点设置背景粒子,通过背景粒子的方式将有限元节点纳入到SPH临近搜索列表,消除了SPH边界效应,确保耦合界面物理量的连续性。使用该算法对圆柱形钢弹正冲击钢板发生冲塞破坏的过程进行了三维数值模拟,靶板参数的计算采用含损伤的Johnson-Cook模型和Grüneisen状态方程,模拟结果与实验吻合较好。展开更多
文摘胶结充填体作为人工矿柱常受到邻近矿房开采的爆破扰动,严重影响其稳定性。基于KCC(Karagozian and Case Concrete)本构模型和ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)流固耦合算法,采用LS-DYNA软件开展胶结充填体受邻近矿房爆破扰动的数值模拟研究,考虑不同边孔间距(0.6、1.2、1.8、2.4 m)及养护龄期(14、21、28 d)影响,揭示充填体中爆破波传播规律,探究爆破扰动对胶结充填体的动力响应及其失稳破坏情况。结果表明:邻近采场爆破对胶结充填体的破坏损伤主要集中在边界处,为提高矿石回收率并保证充填体安全,建议采用边孔间距1.2 m方案;矿山爆破开采中充填体至少需要养护21 d;低龄期充填体矿柱顶底部区域是整个矿柱中的薄弱部分,易发生失稳,应予以重点监测。
文摘针对飞机典型部位在遭到高速破片攻击后结构整体的战伤状态及破片的剩余行为开展数值模拟。应用LS-DYNA软件,结合有限单元方法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)两者的优势,建立自适应的FEM-SPH耦合模拟方法,并构建2种飞机典型部位的计算模型,采用六面体网格局部细化方法实现了核心位置的精确模拟,并进行试验来验证数值模型;开展了一系列高速冲击战伤模拟,对比了不同工况下破片高速冲击结构后形成的碎片云和破口形貌,并对破片的剩余速度和质量进行分析,确定了破片在结构蒙皮上的临界跳飞角。结果表明:自适应FEM-SPH耦合算法的计算结果与试验结果吻合良好,能够对破片高速冲击战伤进行有效准确模拟;碎片云分布形状随破片速度增加变得狭长,冲击角度会改变碎片云和结构破口形状朝向;碎片云高度和扩散速度随破片速度或角度的变化趋势基本一致并都呈线性关系;破片的速度减少量不随初始速度变化,质量减少量则与冲击速度正相关,两者与冲击角度都负相关;破片临界跳飞角与冲击速度大小基本呈线性关系。
文摘为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散。在耦合界面处将SPH粒子固结在有限单元,在有限元节点设置背景粒子,通过背景粒子的方式将有限元节点纳入到SPH临近搜索列表,消除了SPH边界效应,确保耦合界面物理量的连续性。使用该算法对圆柱形钢弹正冲击钢板发生冲塞破坏的过程进行了三维数值模拟,靶板参数的计算采用含损伤的Johnson-Cook模型和Grüneisen状态方程,模拟结果与实验吻合较好。
