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三维自适应FE-SPH耦合算法在多层间隔金属靶侵彻问题中的应用
  • ISSN号:1001-1455
  • 期刊名称:爆炸与冲击
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:O383.3[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]湖南大学特种装备先进设计技术与仿真教育部重点实验室,湖南长沙410082, [2]94647部队,福建福州350026
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10902038)
  • 相关项目:有限元与MSPH自适应耦合方法及其在强冲击问题中的应用
中文摘要:

鉴于有限元算法不能有效地模拟侵彻过程所产生的金属碎片,本文中基于三维自适应FE-SPH耦合算法的基本理论,自主开发了模拟多层间隔金属靶侵彻问题的三维FE-SPH耦合计算程序。该程序采用四面体单元对多层间隔金属靶侵彻模型进行初始离散,计算过程中,当四面体单元等效塑性应变超过某一设定值时,单元自动转化为SPH粒子,并引入有限单元-粒子接触算法和耦合算法,实现大变形和破碎区域采用SPH方法计算,克服有限元法单元畸变存在的问题。多层间隔靶侵彻算例分析表明,三维FE-SPH耦合计算程序采用等效塑性应变作为转化判据计算结果较稳定,并且能够有效地再现侵彻过程中所产生的碎片,能够模拟侵彻碎片对后层靶的毁伤效应。

英文摘要:

As the metal fragments of penetration can not be effectively simulated by finite element method(FEM),a three-dimensional(3D)calculation code was developed to simulate penetration problem of multi-layered spaced metal plates based on theory of 3DFE-SPH adaptive coupling algorithm.Numerical models are approximated initially by tetrahedral elements.When equivalent plastic strain of elements reaches a specified value,they are converted into particles and are calculated by Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)method.Then the regions of large deformation and crush are simulated by SPH method,as SPH method overcome the distortion of elements in FEM.Contact method and coupling algorithm are used to calculate the interface between FEM and SPH method.Two numerical examples are presented to validate the 3D FE-SPH code by representing penetration process of spaced multi-layered metallic targets.The numerical simulation results show that good accuracy and stability are compared to experiment,when equivalent plastic strain is used as criterion of conversion.

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期刊信息
  • 《爆炸与冲击》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会 四川省力学学会 中物院流体物理研究所
  • 主编:刘仓理
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:bzycj@caep.ac.cn
  • 电话:0816-2486197
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-1455
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1148/O3
  • 邮发代号:62-131
  • 获奖情况:
  • 力学类、武器工业类核心期刊,《EI》、《CA》收录的科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9112