基于LS-DYNA的深孔分段爆破模拟优化研究

本研究以某钨矿深孔分段爆破成井项目为背景,利用LS-DYNA非线性动力有限元软件进行了深孔一次凿岩分段爆破条件下的段高参数优化模拟。通过比较不同掏槽孔微差起爆顺序,发现相邻炮孔同时起爆的掏槽效果优于对向炮孔同时起爆的效果。研究结果揭示了随着段高的增加,装药量及岩石的炸药单耗同步增加。特别在2.3 m和2.6 m段高成井时,不仅成井效果较好,而且飞石产生较少。工业试验进一步验证了模拟结果的准确性,证实采用2.6 m分段高度进行分段爆破在实际工程中能够达到较佳的爆破效果。这些研究成果不仅为该钨矿深孔分段爆破成井项目提供了科学依据,同时也为类似工程提供了宝贵的经验和方法参考。

基于LS-DYNA的某打桩锤机械冲击系统性能仿真

在打桩作业中,机械冲击系统会产生周期性冲击载荷,每一次冲击均产生较大应力,冲击动力特性的研究显得尤为重要。本研究基于ANSYS LS-DYNA软件,建立了打桩锤冲击系统的有限元模型,研究了不同冲击能量下对砧座应力、桩端位移和冲击力大小的影响;研究结果表明:砧座应力集中于上接触面及其圆角处,最大应力达到360.361MPa,能量传递效率为91.86%;最大冲击力和应力与锤芯速度呈线性关系。本研究结果对冲击系统结构设计优化具有重要的指导意义。

基于ANSYS LS-DYNA水下爆破阻波帘的设计与研究

水下爆破试验危险性大、成本高,在实验室进行相关试验项目对设备和场地的要求非常严格,每次试验都要按照相关程序进行审批。针对目前爆破试验程序繁琐及等待周期长等现状,以水下爆破防护为研究对象,应用碰撞振动仿真技术设计水下爆破阻波帘,使设计的产品在尽可能少的水下试验次数下达到满意的效果。采用ANSYS LS-DYNA模块,使用不同材料做成的阻波帘进行防护仿真。在距爆炸点5 m,压强为7.5 MPa的位置进行数据采集,对比分析帆布阻波帘与其他5种不同材料的阻波帘的爆轰波减小系数。仿真结果表明,阻波性能从高到低排序为:空气泡、多孔铝板、汽车轮胎、泡沫塑料、石棉布。其中空气泡的阻波帘,在1 kg TNT当量工况条件下,距爆炸点5 m,压强为0.22 MPa处,压强降低率达到97%,防护效果最好。

基于LS-DYNA的冰材料模型二次开发及重叠冰应用

利用LS-DYNA材料库开发了一种适用于极地海冰的材料模型,该模型基于粘弹-塑性本构关系,采用Drucker-Prager模型作为海冰的屈服准则,同时可计及应变率对海冰材料失效的影响.通过圆台型冰破坏的仿真计算,验证了该材料模型的合理性;将模型用于重叠冰单轴压缩破坏的模拟,结果表明数值模拟的重叠冰破坏现象及冰载荷均与试验结果吻合良好,该模型可用于重叠冰的模拟.

基于ANSYS Workbench/Ls-Dyna的锤片—菌草粉碎系统的功耗模型分析

为了解决锤片式粉碎机在粉碎菌草过程中效率低、耗能高等问题,对菌草的粉碎过程以及功耗变化情况进行研究,设计了一种新型锤片,并利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对锤片与菌草的碰撞粉碎过程进行了数值仿真分析.以转速、斜面倾角以及茎秆直径为影响因素,以最大碰撞力和平均功率为试验指标进行单因素试验,确定各个因素的取值范围;通过多因素试验得到最大碰撞力以及平均功率的回归模型,在茎秆直径为22 mm的条件下以最小平均功率为主要优化目标,以最大碰撞力为次要目标得到最佳参数,即转速2623.18 r·min^(-1),斜面倾角7.12°,在此参数条件下,最大碰撞力95.37 N,平均功率165.15 W.

基于LS-DYNA的甘蔗收获机压蔗辊影响研究

为减轻甘蔗收获过程中甘蔗损伤并提高甘蔗收获机收获效率,本文基于有限元方法,分析了甘蔗收获机收获过程中压蔗辊对甘蔗损伤情况,通过对甘蔗收获机切割区域的应力分析表明,切割点和甘蔗-土壤界面有不同的应力表现。甘蔗收获机不带压蔗辊时,甘蔗在切割过程中发生不规则运动导致甘蔗间应力大于其屈服极限极易发生折断导致切割不完整。而压蔗辊可以显著降低甘蔗-土壤界面的应力,减少甘蔗间的运动,提高甘蔗切割质量。

基于ANSYS/LS-DYNA的防凌减灾微差爆破数值模拟

为研究水下爆炸载荷对冰凌的破碎效果及二维双孔微差爆破冰体的损伤裂隙,结合黑龙江呼玛段实际冰水情,运用LS-PREPOST程序系统进行了数据后处理,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了冰体爆破损伤裂隙发展情况与冰凌破碎过程。结果表明:合理延期时间下,随双孔爆破时间增长冰盖爆破面积逐渐变大,在40~45 ms时,冰层裂隙已基本不再扩展,冰层中爆炸冲击波已退化为弱波;受有效应力影响,冰盖形成明显的粉碎区和裂隙区,冰体产生径向裂纹和环向裂纹;爆破坑半径误差在8.4%以内,精度略有提高,验证了误差公式的准确性。

基于Ansys Workbench LS-DYNA的预控破片战斗部成形与飞散特性分析

为了研究预控破片战斗部壳体膨胀破碎后破片群的运动规律,利用Ansys Workbench LS-DYNA有限元软件模块对某型杀伤战斗部壳体爆炸成形和飞散过程进行了仿真分析,得到了战斗部破片群的最大速度为1 323 m/s,破片速度主要集中在1 125 m/s~1 250 m/s之间;单个破片的设计质量为1.4 g,形成破片群后破片质量主要集中在1.1 g~1.3 g之间,破片群质量损失为18.35%;破片群形成后测得静态飞散角为70°。仿真结果表明,破片群中破片的最大速度较改进后的Gurney理论公式计算结果偏低了9.32%,但误差在允许范围之内。同时,其他仿真结果数据也为进一步研究预控破片战斗部提供了理论依据。

基于LS-DYNA动力电池包底部球击失效分析

汽车行驶过程中动力电池包底面受到向上的挤压或撞击极容易造成电池安全风险,通过先进的仿真手段,准确地计算电池变形程度对评估电池的安全健康状态意义重大,而考虑材料失效模型是提高仿真精度的关键。基于GISSMO材料断裂准则,采用LS-DYNA软件进行有限元分析建立实验数值模型,对标单项拉伸等实验,获得应力三轴度与失效应变关系参数,同时优化累积损伤参数以考虑累积损伤因素的影响。基于优化后的材料本构模型进行底部球击仿真模拟分析,开展底部球击实验测试,通过对比分析发现,采用GISSMO材料失效本构模型进行底部球击仿真模拟分析,挤压力与位移曲线基本吻合,失效时间点的预测误差低于17.9%,材料裂纹形式、失效时间点、位置及区域均满足实验精度要求。证明本文研究所得的基于GISSMO材料断裂准则失效计算模型,可以用于LS-DYNA软件预测动力电池包动力学分析中裂纹产生、材料失效问题。

基于LS-DYNA的墩柱碰撞动力响应仿真分析研究

为研究山区桥梁墩柱遭受落石撞击的力学性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件建立墩柱撞击有限元分析模型,通过分析撞击点处材料单元的速度、应力时程结果以及墩底最大主应力云图损坏情况,得出碰撞过程中墩柱在冲击荷载作用下的响应及规律。分析结果表明:撞击荷载作用初期,墩柱混凝土材料迅速开裂,撞击点处材料运动速度与撞击体基本一致;碰撞初期能量较大,材料失效过程短,通过耗能装置可以在一定程度上降低碰撞破坏的程度;墩柱顶部与底部在碰撞前期呈现一侧受拉,一侧受压状态,且受拉面存在一定的开裂趋势,在进行墩柱防护措施时,墩顶、底防护需予以一定的重视。

基于LS-DYNA的儿童座椅角度对Q3假人伤害分析

文章为解决新车型开发过程中后向安装儿童座椅靠背角度最优设置问题,通过分析某车型实车碰撞试验数据,基于LS-DYNA碰撞仿真分析软件对实车进行对标后,优化分析某两款儿童座椅靠背角度对Q3儿童假人的伤害影响,来阐述不同儿童座椅倾斜角度对儿童乘员的保护情况,为新车型儿童约束系统开发提供参考依据。结果表明:正面100%重叠刚性壁障碰撞试验(FRB)碰撞工况中,儿童座椅靠背倾斜角度,随着倾斜程度的减小,假人伤害总体呈现出逐渐减小的趋势。该研究为整车碰撞动态儿童保护评价,选定儿童座椅安装倾斜角度提供借鉴。

基于ANSYS/LS-DYNA的花键冷滚轧成形数值模拟

利用显式中心差分算法,借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过数值模拟,实现了花键冷滚轧成形过程的可视化。根据数值模拟的结果,讨论了齿形误差及其成因;揭示了滚轧过程中金属流动规律和应力变化情况;分析了冷滚轧前轴坯直径与成形后花键最大外径的关系,提出了轴坯直径的修改建议。研究结果为花键改进设计提供了定量依据,同时也为深入研究花键冷滚轧成形机理奠定了基础。

基于ANSYS/LS-DYNA的飞机机翼前缘抗鸟撞分析

飞机的鸟撞事故是一种突发性和多发性的飞行事故,轻则飞机受损,重则机毁人亡,飞机结构的抗鸟撞设计与分析已经成为飞机设计中必须要考虑的重要内容之一。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对飞机机翼前缘结构的抗鸟撞能力进行了数值分析,分析结果表明:与经验公式计算结果相比,文中的计算结果较好,误差范围一般在±10%左右,最小误差仅为0.4%。证明该计算模型可靠,计算精度高,可用于飞机结构的抗鸟撞结构设计与分析。

基于ANSYS/LS-DYNA的空拔钢管有限元分析

应用三维非线性有限元分析技术,利用ANSYS软件的LS-DYNA模块动态模拟了空拔钢管的整个过程,得到了各场量的分布,进而分析了产生横裂、纵裂等实际问题的机理,根据拔制力的变化规律,将拔制过程分为起始、流动、稳定3个阶段,并得出了工艺参数(模锥角、摩擦系数、壁厚)与拔制力的关系,为优化模具结构和进行空拔钢管工艺设计提供了依据。

基于LS-DYNA的冲旋钻头牙齿破岩机理仿真研究

介绍了显式动力学有限元软件LS-DYNA的功能特点,阐述了冲旋钻井中钻头牙齿与岩石相互作用数值研究的模型建立、网格划分、材料定义、接触定义及边界条件等相关问题。利用LS-DYNA对3种不同齿形牙齿在冲击载荷下破碎岩石进行了计算机仿真,描述了牙齿破岩过程,并求出了相应的应力、位移时程关系曲线,得到了3种不同齿形牙齿的破岩机理。经过分析发现,在弹头齿和锥形齿冲击下裂纹首先出现在岩石内部,齿和岩石接触面下端最早出现裂隙,而在球形齿冲击下裂纹首先出现在齿和岩石接触面边缘;3种牙齿齿尖应力波峰值由大到小依次为:弹头齿、锥形齿、球形齿;布齿时锥形齿宜分布在钻头头部端面中心、球形齿分布在边缘,弹头齿或者锥形齿可分布在中心与边缘之间,这样有利于提高钻井破岩效率。

基于ANSYS/LS-DYNA的齿轮传动线外啮合冲击研究

对ANSYS/LS-DYNA求解齿轮啮合冲击问题进行了研究,给出了齿轮啮合冲击碰撞数学模型及数值解求解步骤与方法,进行了实例计算,基于ANSYS/LS-DYNA对齿轮啮入冲击过程进行了数值仿真,得出了冲击速度与冲击力、齿宽与冲击力的数量关系,得到了较精确的冲击时间。研究表明ANSYS/LS-DYNA是研究齿轮啮合冲击问题的十分有用的工具,为齿轮啮合冲击的研究提供了一种新方法与途径。

基于ANSYS/LS-DYNA的芦竹切割-进给速度匹配研究(英文)

高粗茎秆作物因茎杆硬度和刚度大,机械化收割难度大。以芦竹为对象,以高粗茎秆作物通用型回转链式切割器为基础,应用ANSYS/LS-DYNA建立了锯片-芦竹切割破坏动态模拟有限元模型,动态模拟了芦竹切割破坏过程,试验验证了获取锯齿切割破坏芦竹过程的载荷-位移历程曲线的可行性及芦竹破坏的模拟计算模型的有效性。提出了回转链式切割器切割-进给速度匹配修正系数概念,确定了切割芦竹时进给速度和切割速度分别取1.00 m/s和2.80 m/s为最佳速度匹配,其切割器工作速度匹配修正系数为1.22。研究结果为芦竹收割机的传统系统参数优化设计提供了理论依据。

基于LS-DYNA软件的水下爆炸数值模拟研究

文中就LS-DYNA软件在水下爆炸数值模拟中的应用,在近场爆炸、远场爆炸、气泡脉动等方面的具体实现方法以及各项计算参数对计算结果的影响进行了研究。

基于Ansys/LS-DYNA的缓冲气囊着陆过程仿真研究

目的以冲压式快速空投硬式气囊为研究对象,对气囊以特定角度着陆时的缓冲过程进行仿真分析。方法使用SolidWorks软件建立气囊的仿真模型,然后使用Ansys/LS-DYNA有限元分析软件,分别从气囊的材料定义、有限元模型的构建和仿真结果分析等方面进行仿真研究,并得出冲压式快速空投气囊着陆过程中应力应变的动态参数,以及货物和气囊的冲击加速度波动曲线。结果气囊在偏离竖直轴15°着陆缓冲过程中,在0.077 207 s时,地面与气囊的棱接触处受到的最大应力为1.47MPa,此时对应的最大应变为0.479 614 m。结论冲压式快速空投气囊在偏离竖直轴15°着陆时,气囊所受的最大冲击应力以1.47 MPa为标准,可更好地确定空投物体的质量,并且可以针对性地加强对气囊应力应变较大区域的防护,防止气囊在冲击过程中破坏。

基于ANSYS／LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA对六面顶压机加压方式下(压力范围在5.7 GPa以内)传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。