MSC Dytran是一款专门用于分析高度非线性、瞬态动力响应的大型通用三维有限元程序,可以用于爆炸、碰撞、流体以及各类安全问题分析,通过它,可以大大的改善产品性能,降低花费。需要的朋友可以下载试试哦!
MSC Dytran 2013功能特性
MSC软件公司,多学科仿真解决方案,加快产品创新的领导者,2013年Dytran宣布新版本,软件模拟和分析极端,短期事件涉及结构材料的变形和流体之间的相互作用和结构。
Dytran是显式有限元分析(FEA)解决方案模拟短期事件影响和崩溃,并分析复杂的非线性行为结构进行在这些事件。Dytran使您能够研究设计的结构完整性,确保最终产品有更大的机会满足客户安全、可靠性、和监管要求。
Dytran提供结构、材料流动和耦合FSI分析功能在一个包中。Dytran使用一个独特的耦合特性,使综合分析的结构组成与液体和高度变形的材料在一个连续的模拟。
Dytran 2013是最新、最全面的版本发布的Dytran软件MSC,带来新的仿真技术和改进的性能。
Dytran 2013包括主要的新功能主要集中在高性能计算(HPC)固耦合(FSI)应用程序的CPU密集型模拟导致显著的性能改进。这些都是:
——一维到三维球面对称和2D到3D爆炸载荷的轴向对称重新映射
——增强耦合和聚集算法来提高分布式内存并行FSI应用程序的性能。
——新接口为水下爆炸冲击美国代码的应用程序。
dytran 2013应用范围
爆炸与冲击,如水下爆炸、地下爆炸、容器中爆炸对结构的影响及破坏、爆炸成形、爆炸分离、爆炸容器的设计优化分析、爆炸对建筑物等设施结构的破坏分析、聚能炸药的能量聚焦设计分析、战斗部结构的设计分析;
水下/空中弹体发射过程,火炮制推器模拟动态仿真 高速、超高速穿甲,如飞弹打击或穿透靶体(单个或复合靶体)及侵彻过程等问题 结构的适撞性分析,如汽车、飞机、火车、轮船等运输工具的碰撞分析、船体搁浅、鸟体撞击飞机结构、航空发动机包容性分析等;
金属弹塑性大变形成形,如钣金冲压成形、喷丸成型、全三维锻造成形等 跌落试验,如各种物体(武器弹药、化工产品、仪器设备、电器如遥控器、手机、电视机等)的跌落过程仿真 流体动力分析,如液体、气体的流动分析、液体晃动分析,水上迫降
安全防护分析,如安全头盔设计、安全气袋膨胀分析以及汽车~气袋~人体三者结合在汽车碰撞过程中的响应,飞行器安全性分析(飞行器坠毁、气囊着陆等) 轮胎在积水路面排水性和动平衡分析 高速列车行驶的轮轨动力学,高速列车穿隧道的冲击波响应,车辆过桥的动态响应等及其它瞬态高速过程仿真。
MSC Dytran 2013仿真分析实例
1、概述
介绍采用MSC Dytran的多物质欧拉法,根据某爆炸成形弹丸地雷对双层平板毁伤试验,建立平板毁伤试验仿真模型,包括某型号EFP型地雷、装甲板、目标板、空间欧拉网格,分析EFP破片成形过程,以及对靶板的侵彻过程,得到EFP破片的速度是建立成,靶板侵彻穿孔尺寸等。通过对比仿真分析和试验分析结果,调整仿真参数,不断试算,实现仿真与试验有较高的吻合度。
2、分析过程要点说明
采用Dytran进行爆炸成形弹丸成形过程分析。
采用多物质欧拉法进行爆炸成形弹丸成形过程。多物质欧拉法适合模拟弹丸成形过程中的大变形,能够很好的模拟弹丸的加速和成形过程。
由于地雷是圆柱形,具有轴对称性,为了减少计算量,爆炸成形弹丸地雷仿真模型才有1/2模型。
3、应用实例
EFP地雷由火药、药型罩、壳体和端盖组成。火药为钝化黑索金火药,有效药量为0.78kg,药型罩选用紫铜,形状为等壁厚大锥角圆锥罩,锥度为120度,壳体和端盖均为钢材料,目标装甲靶板为20mm装甲板和20mm后效钢板,装甲板和后效板距离为500mm。地雷有目标装甲板的距离为500mm。
采用多物质欧拉法模拟EFP战斗部爆炸成形过程,以及高速弹丸对靶板和后效靶板的侵彻过程,如下:
3.1材料模型介绍
3.1.1理想空气材料卡
本项目对于理想空气的模拟,采用理想气体状态方程模拟,即γ律状态方程EOSGAM。
3.1.2火药材料卡
对于火药的模拟,采用JWL状态方程模拟。
钝化黑索金火药材料卡片如下图所示:
3.1.3药罩材料卡
对于药罩的模拟,采用状态方程/弹塑性本构描述材料的高压下的大变形行为。药罩结构材料采用多项式状态方程本构,并采用Johnson-Cook 屈服模式,用来描述金属材料在大变形、高应变率和高温条件下的本构关系。
紫铜药罩的材料卡片如下图所示:
3.1.4壳体材料卡
对于壳体的模拟,采用状态方程/弹塑性本构描述材料的高压下的大变形行为。壳体结构材料采用多项式状态方程本构,并采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
壳体屈服模式采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
壳体A3钢材料卡如下如所示:
3.1.5装甲钢板材料卡
对于装甲钢板的模拟,采用状态方程/弹塑性本构描述材料的高压下的大变形行为。装甲钢板结构材料采用多项式状态方程本构,并采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
壳体屈服模式采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
装甲钢板材料卡如下如所示:
3.1.6后效板材料卡
对于后效板的模拟,采用状态方程/弹塑性本构描述材料的高压下的大变形行为。后效板结构材料采用多项式状态方程本构,并采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
后效板屈服模式采用冯·米塞斯屈服模型YLDVM。
后效板钢材料卡如下如所示:
3.2载荷及边界条件介绍
3.2.1欧拉初始条件
欧拉单元的初始状态可以用TICEL 或TICEUL 来定义。这是用来设定模型在分析开始时的状态,此后的状态由计算确定。
TICEL卡用来定义单元的初始状态。任何单元物理量都可以赋予一定的初始值。TICEUL 卡用来针对欧拉网格中的几何区域定义初试状态。TICEUL 必须与EULER1卡配合使用。几何区域可以是圆柱形或球形,也可以是由某个单元集构成的。每个几何区域都有一个级别号。当两个区域相互覆盖时,它们的公共区域的初始值的定义依级别号较高的几何区域为准。利用若干不同级别号不同形状的几何区域相互覆盖,可以构造出形状较为复杂的几何区域用于初始状态的定义。相同级别号的区域不能相互覆盖,否则会发生错误。
欧拉域初始形状定义为球形,如下图所示:
药罩初始形状由药罩表面dummy shell单元确定,药罩初始形状定义如下图所示:
壳体初始形状由壳体表面dummy shell单元确定,壳体初始形状定义如下图所示:
火药初始形状由火药表面dummy shell单元确定,火药初始形状定义如下图所示:
装甲板初始形状由火药表面dummy shell单元确定,装甲板初始形状定义如下图所示:
后效板初始形状由火药表面dummy shell单元确定,后效板初始形状定义如下图所示:
各物质的逻辑顺序,如下图所示:
3.2.2欧拉边界条件
流场边界条件定义欧拉网格边界上流进流出网格的材料的物理性质及其位置。在MSC.Dytran中,欧拉域的默认截断边界时对称边界条件,本项目采用全模型计算,也就是说,欧拉域的6个面,需要定义流出边界条件,否则会导致欧拉域内压力急剧增大。
欧拉域的边界条件如下图所示:
3.2.3起爆点定义
具有JWL 类型状态方程的欧拉单元在分析过程中会发生爆炸。模型中必须有一张DETSPH 卡用于爆炸波的定义。爆炸波的波阵面是一个球形面。DETSPH 卡上定义起爆点的位置,起爆时间,爆炸波的传播速度。程序据此计算每个火药单元的爆炸时间。不具有JWL 型状态方程的党员不受影响。
3.3计算结果
弹丸侵彻装甲板过程如下图所示:
弹丸侵彻靶板过程
4.2装甲板上的损伤状况
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