ANSYS/LS-DYNA连续多次冲击试验台性能及实验研究(4)

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由于一般配有硬目标灵巧引信的弹药都是高价值弹药，那么一次实弹射击的成本就非常高了，能够在不影响硬目标灵巧弹药的测试结果的前提下，尽量科学的减少实弹射击测试的次数，从而达到节约经费降低成本的目的。由于弹药的硬目标侵彻过程十分复杂，不能通过有限的几次试验就完全确定其是否存在缺陷。然而通过连续冲击试验台，就能满足实验样本数的要求，获得大量的试验结果，从而使得发现问题的几率大大提高。其次，采用连续冲击试验台也能大大缩短硬目标灵巧引信的研制周期。众所周知，实弹射击的耗时十分巨大，其不仅需要大量的准备时间，而且需要到别的地方做实验，所需的时间更是大大增加。故使用连续冲击试验台能使得硬目标灵巧引信的列装部队的时间大大缩短，为我国的国防事业做出巨大的贡献。

2 LS-DYNA仿真系统建模以及有限元分析

2.1 LS-DYNA起源与发展历程

2.1.1 LS-DYNA起源

LS-DYNA是世界上最广为人知的通用显示动力分析程序，功能强大，能够模拟真实世界中的各种复杂问题，但其对于求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、金属成型和爆炸等非线性动力冲击问题，相应的其在对于热、流体即流、固耦合问题中具有十分显著的效果【10】。

Ls-dyan程序源程序曾在北约的局域网Pubic Domain公开发行，以此得以在世界各地的大学和研究机构等广泛传播。从理论和算法等方面考虑，LS-DYNA是目前应用的显式求解程序的鼻祖和他们的理论基础。在工程应用如武器系统设置、汽车安全性设计、跌落仿真、金属成形等领域被广泛认为是最适用的分析软件。

2.1.2 LS-DYNA的优点

LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性（大位移、大应变和大转动）、和接触非线性（50多种材料动态模型）、接触非线性（50多种接触模式）和材料非线性（140多种材料动态模型）程序。，以Lagrange算法为主，兼具ALE和Euler算法；以显式求解为主，同时具有隐式求解功能；以结构分析为主，同时具有热分析、流体—结构耦合功能;以非线性动力分析为主，兼具有静力分析功能（如薄板冲压成型后的回弹计算和动力分析前的预应力计算），是民用和军用相结合的通用结构分析非线性有限元程序【11】。

因此在此次的连续多次冲击试验台的有限元分析中，特别适合用LS-DYNA。文献综述因为连续多次冲击试验台是大位移、大应变、大转动的非线性的高速碰撞。现在使用的是由LSTC公司于ANSYS公司合作推出的ANSYS/LS-DYNA，其中的LS-DYNA是作为ANSYS的高度非线性瞬态动力分析模块，这大大提高了ANSYS的前后处理能力和通用性，大大提高了LS-DYNA的分析能力。这对于此次的模拟具有非常良好的适应能力。

2.1.3 本次有限元处理流程

对于这次的连续多次冲击试验台的建模的流程是这样的，先在ANSYS中进行前处理，也就是设置单元类型，设置材料然后进行网格划分，然后建立part再进行接触的设置，定义约束和初速度，最后进行求解设置导出k文件。再打开k文件，根据需要来替换和修改某些关键字，如对材料参数进行替换、对接触添加某些条件、删除某些多余的关键字和添加某些关键字等等【12】。

修改k文件之后，将k文件用ANSYS里的LS-DYNA求解器进行计算，然后就会得到d3plot格式的文件，用后处理软件LS-PrePost软件来查看求解结果，可以查看部件的整个运动过程和应力云图等求解结果，还可以得到部件上某些特殊的点上的位移、速度、加速度及应力随时间的变化曲线。最后就可以根据这些曲线图来得到进行分析，最后可以得到完整的分析结果【13】。