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二次开发的AlNi合金弹丸对单层靶的撞击特性研究

基于塑性功温升原理对Johnson Cook材料模型中的温度项进行了简化,并加入了冲击反应材料化学反应模型,基于LS-DYNA平台下的二次开发功能编写得到适用于冲击反应材料的本构模型。建立了弹丸撞击单层防护结构的仿真模型并分别研究了普通材料和冲击反应材料的毁伤特性。得到了不同撞击参数下冲击反应材料和普通金属弹丸对单层靶板的毁伤规律。

Research on damage failure mechanism and dynamic mechanical behavior of layered shale with different angles under confining pressure

The hydrostatic or confining pressure of deep rocks has a significant impact on the mechanical behavior of brittle materials.Especially when confining pressure is applied,the mechanical properties of rock materials will undergo significant changes.Considering that the process of shale sample subjected to impact load is in a closed container in the dynamic triaxial SHPB test,the failure process of the sample cannot be observed.Meanwhile,the activation volume of the shale sample would be large and local failure would occur in the test under the high strain rate loading.Therefore,thefinite element model of shale considering the bedding effect under confining pressure was established in this study.Taking shale materials with different bedding dip angles as simulation objects,the dynamic failure characteristics of shale were studied using the dynamic analysis software ANSYS/LS‐DYNA from three aspects:stress‐strain curve,failure growth process,and failure morphology.The research results obtained can serve as the key technical parameters for deep resource extraction.

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。

一种优先级扫描的Dyna结构优化算法

不确定环境的时序决策问题是强化学习研究的主要内容之一,agent的目标是最大化其与环境交互过程中获得的累计奖赏值.直接学习方法寻找最优策略的算法收敛效率较差,而采用Dyna结构将学习与规划并行集成,可提高算法的收敛效率.为了进一步提高传统Dyna结构的收敛速度和收敛精度,提出了Dyna-PS算法,并在理论上证明了其收敛性.该算法在Dyna结构规划部分使用优先级扫描算法的思想,对优先级函数值高的状态优先更新,剔除了传统值迭代、策略迭代过程中不相关和无更新意义的状态更新,提升了规划的收敛效率,从而进一步提升了Dyna结构算法的性能.将此算法应用于一系列经典规划问题,实验结果表明,Dyna-PS算法有更快的收敛速度和更高的收敛精度,且对于状态空间的增长具有较强的鲁棒性.

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的护栏冲击模拟分析精度研究

借助ANSYS/LS-DYNA程序从网格密度、壳单元厚度方向的积分点个数、单元公式、接触类型、沙漏控制等五个方面,对碰撞模拟计算的精度和效率进行了探讨,得出主要结论为:①加密网格、增加壳单元沿厚度方向积分点的个数可以有效评估和提高计算精度,时间成本以N/l、积分点个数的幂函数方式增加;②B-T公式和H-L公式计算结果相差不大,B-W-C公式的计算结果用于指导设计是偏于安全的,计算效率按由低到高的顺序排列为H-L、B-T、B-W-C;③单面接触(ASSC)计算精度相对较高,可以作为接触类型计算结果的参考标准;通过合理设定主、从接触面,采用单向接触类型,可以提高计算效率,并提出了主从接触面的设定原则,结合理论与实践经验给出了相应的解释。

基于ANSYS/LS-DYNA的带冠叶片碰撞振动特性的有限元分析

利用Ansys软件建立了带冠叶片组的三维有限元计算模型,并结合LS-DYNA软件进行了显式动力学碰撞分析,研究了碰撞阻尼减振效果与冠间间隙、激振力相位差和激振力幅值等振动系统参数之间的对应关系.结果表明:带锯齿型冠叶片间的碰撞阻尼可以有效抑制系统的振动,具有较明显的减振效果;有限元分析结果与相关的试验研究结果一致,证明所采用的有限元分析模型及方法是可行的.

基于ANSYS/LS-DYNA的包装件跌落仿真分析

基于有限元理论,对包装件跌落冲击进行仿真分析。以Pro/E、ANSYS/LS-DYNA软件为开发平台,模拟包装件受到冲击时的力学性能和动态特性,设计合理的缓冲结构形式,运用试验的方法来验证设计的可靠性。

基于ANSYS/LS-DYNA的松土刀切削土壤有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA,对四刀松土刀和六刀松土刀在不同转速下切削土壤的过程进行数值模拟,对不同转速下松土刀的阻力和功耗进行分析。仿真结果表明:两种松土刀在以1m/s前进速度下,转速低于45rad/s时,其阻力随着转速的增加而增加,在4 5 rad/s左右时达到最大值,之后阻力随转速增加而减小;同时,根据可决系数拟合出阻力-转速曲线,建立了拟合方程,并对不同转速下的功耗进行分析,发现功率和阻力具有相同的规律。对于不同排列的松土刀,六刀切削土壤时比四刀切削更加稳定和高效,但是所受的平均阻力和功耗更大。仿真数据分析结果可为实际生产中松土作业提供参考。