【Abaqus】爆炸荷载数值模拟(CEL法)

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  • 录制过程展示用CL方法制作包装盒。
  • 设置工作目录和模型名称,创建欧拉域。
  • 切割TNT材料立方体并设置相关参数。
  • 设定边界条件和材料属性,确保模型准确性。
  • 查看模拟结果,分析冲击波传递规律。

然后来录制一下这个用CL方法做的一个包装盒载模拟过程稍微等一下。第一件事还是一样,做一个设置一下工作目录,然后更改一下模型名字。这里要建立一个欧拉域,欧拉域的话是允许天体跟空气在里面能够自由流动的一个区域吧,做一个5x5的好。

然后就是这里用的是DataPlane的方法去给它切割出周围的一个无边界,这样就能够防止TNT,比如说我设定TNT在这个位置就可以防止TNT的冲击波抵达边界,然后再反弹回来和原来的冲击波产生叠加,从而造成更高的空气超压,导致我们的分析结果不太准确。

那用这个DataPlane的方法来做还有底面,这样就已经设置好参考面了,接下来就是切割好。这样就切割完了,然后对这些边角的区域进行删除。为什么要删除呢?其实是因为这些是无线边界嘛,TNT的冲击波抵达边界之后就已经向外直接传递了,它不太会到达这些边角。所以把这些区域删掉的话会比较好一些。

那怎么删除呢?就是用这个按键,应该还有一个对这个。好,这样就是都删除完了,可以看一下,嗯,都删除好了。嗯,下来还有一个比较重要的步骤,就是也是用这个datumplan的方法去把这个TNT材料的立方体切割出来。呃,这边做了一个计算,TNT当量为50克的时候,它的边长是0.1452,然后用0.1452边长去计算它从无线域的边界到TNT的边有多长,就是2.47。

先复制一下这个数字2.47,这个也是一样的。这样就已经有一个正方形切割出来了,再把这个0.1452复制一下,然后进行切割。OK,看一圈没什么问题,这块就是TNT了,然后建立一下set,把TNT隐藏一下,剩下的就是空气,OK。

接下来就是建立这个收包物,收包物的话,呃,选错了。收包物的话用的是撬单元。哎呀,名字又忘记了,数了太快了,撬单元。好,然后就是Property,这边我是有做了一些提前的工作,把这个材料参数给赋予进去了。针对这个钢板结构的话,用撬单元,然后赋予一下撬单元0.5,是5毫米的一个长度。然后到这个TNT和空气的这个欧拉域,就要去设置一个专门的欧拉域的界面。

添加行选择TNT和空气,OK,复语的话它会直接帮忙选中,直接选中这个空气和TNT的这个域。OK,这样就好了,assemble这里就把它们都添加上去,忘记点确定了,然后把它挪到距离顶端0.5米的一个位置。OK,这个也是一样,啊4.325,这样它就距离刚才那块钢板是0.2米一个间距。这样子可以看得清楚,可以检查一下,看他们有没有真的处在正中心,都处在正中心那就没问题。

Step这里就设置Blast,用显示动力分析,然后设置时长0.5秒,就是5毫秒。这个就根据自己的所需要的试验的时长来进行设置。如果产生了单元删除破坏的情况,一定要把这个status勾选上。这个的话我是设置少一点,让他算快一些,然后接触,因为可能会考虑到上下这两块钢板发生接触,然后上面这块把下面这块砸烂的情况,就像之前做那个空web空web法视频里面的那个样子一样。

为了防止发生那种情况,我们这个模型分析不出来,要给他设置一个通用接触。那当然这个通用接触我这边都是用默认的选项来进行设置的。诶,不对,选错了,这个通用接触我这边都是用默认选项来进行设置的,如果自己的试验有什么相应的要求,就按照自己的试验或者模拟的参数来进行设置,我这边都是用默认的,默认的,好,这样这个Interaction就设置完了。

load这边就要去设置它的编辑条件了,先把这两个隐藏掉,然后给里面这个设置一个set,设置编辑条件,这边的话就用比较简单的方式给他们设一个边界的角接。然后隐藏掉,把这两个打开,把这个打开。这边给欧拉域设置边界有一个要求,就是在设置边界的时候是不能够过约束的。

所以这边也简单的给他们全部设置成交接。在这里有一个方法,如果选这个individual选这个选项的时候,你选择faces,可能点要一个个去点一个个面去点,很麻烦,特别麻烦。一个个去点,然后你这样框选的话,又会把里面的框选上,就很麻烦,选这个by angle的话也是一样会把里面的选上。

那这里就有个方法,是选这个,然后再在这边选择外围,只有录在外面的面才会被选中,框选上,你可以看一下里面就不会被选中。好,这样就好,设置一下小间好,然后这样就设置完了,Beta电视床

接下来就是给这个欧拉域赋予一下它的材料,这边选CL,然后Other Material Assignment选这个,选中欧拉域,然后添加一行,第一个就是这里就是为什么刚才要设置TNT跟空气的Setup,这里就可以直接选空气,这里就选TNT。然后这个airTNT就代表这个域里面,它是属于空气呢,还是属于TNT,还是属于两者混合物,还是都没有,就在这里选。如果有的话就是1,没有就是0。那空隙就是1,TNT就是0,这样也是0和1,OK,这样就设置好了。

然后Mesh这里也是一个比较麻烦的步骤,在OLA域里面,它的无线边界要求的是这一条,从里面到外面的这一条,它只能是1,就只能有一格,然后它的扫略方向一定是朝向无线边界的,就是从里面朝向外面。这四个这些边都是一样,这五个都是一样的,所以要进行一次重新的设置,先布下这个全局的种子,然后来设置扫略,扫略方向选择中,然后选扫略。可以看一下它箭头不是指着,不是朝着外面的,所以就要选一条新的,这个就可以,好,这样子就一块就设置完了。

还有一二三四四块,这个方法其实都是一样的,每一块都是一样的,都是不对的,给他选择一下,然后对的就接受,然后要把所有的块状都设置一遍。那做CL也是,这个地方比较麻烦一点,但是它的模拟效果和精度相对来说会比较好,也可以去更好的去调整参数来达到和自己的实验结果契合的一个目的。用这样的模型去验证以后,可能要做的其他的其他的模拟工作可能会稍微好一些。

当然这只是一个参考,所以有很多地方还是不太严谨,像这种网格的扫略方向,然后每个格子选多大,这都是现在这个视频里面就都是简单的选一下,选一些能让他跑起来的参数大小,那自己做的时候可能就要多上点心去调整这些网格大小,然后建模什么的。

尤其是这个TNT的区域和周遭空气的区域,还有受包物体,还有这个受包物体,它的网格的划分的大小,这个其实一般来说是选小一点比较好。像这种像这一条,这个方块周围最好是选小一点比较好。然后如果说自己的受包物体就在这个天梯附近,也最好是把那块空气加密一点,这样算出来的效果会比较好,然后精度也会高一些。

接下来就是设置扫略,扫略就是把这些边都选上,然后确定Number选1,OK,这样就设置完了。那这个方块怎么去加密呢,也是一个方法,选中选中,然后可以把这个开起来算了算了。不这么选的话把他们选中,然后因为里面的这一根,你可以看到里面的这一根,它其实是和外面这个方块的这一条相连的。

所以可以选中这两根,再选中这一条,然后统一的给他们进行网格的划分。比如说现在就变成6x6x6,比本来的3x3要大很多。这样就划分出来的网格就会比较密,然后比较细一些,可以看到这个就比较密,周围的也会比较密一些。这样拉远了看就更明显了。然后这些无线域的无线边界都是朝外,都是一格,都只有一格,然后扫雷方向都是向外的,这样子就设置完成了,就OK。

然后到这个,等一下,还有什么事情没做啊,这个检查一下这个欧拉语,用动力分析,然后欧拉这都是没问题的,默认点OK就好。但这个Steal这边忘记划分单元了,划分好了之后检查一下,这里要选动力,然后单元删除要选确定,OK,这样就好。

再到Job里面去新建一下,比如说Blast2,提交一下,材料没有赋予,这边Steel的材料没有复原,给他设置一下。OK,这样就好了,基本上做这个模型的话,就是从上面一个一个往下做,做到最后,就把这边去提交一下,在这边看结果就可以了。打开monitor看一下,如果模型没有问题,然后能计算的话,这个increment这边就会一步一步开始出现,直到算到这边设置的0.5秒为止。

再去看一下,现在还在提交,提交,然后它会报这东西能不能算,可以了,再等一等,等它出。那这个内存其实大一点比较好,因为每次提交一个模型,它都会占一定的内存,然后算的模型多了的话,要的内存肯定也多一些,因为它CPU有时候跑不满,比如说现在就跑这样一点,现在跑的就不多,而且只有16线程,像我这个16线程,它只有这两个在跑,这两边跑的多。

然后这边就是在围观这个问题我目前还没有解决,它已经在跑了,说明这个模型其实应该是没什么问题的,那这边就不等它跑完了,我直接看一下结果,因为之前做了一类的模型。哎呀,卡住了,之前做一个类似的模型,稍微等一下,好,那这一块就是空气域,乌拉域,我看一下喔,先把边缘隐藏一下,这个很漂亮。

除了把边缘隐藏,其实最好是把这些无线边界也隐藏掉,好像是这样子吧,你可以看到从这边有个很明显的边界线,其实这就是它的冲击波已经传递到无线边界外面了,所以外面这边颜色可以不用去看,它没什么参考价值,它无线传递出去了。

这块就是我们自己计算的一个空气域,把这个隐藏掉,这样就可以看出来这两块是钢板,上面这块其实已经凹下去了,中间这块也就凹的不是很多,可以看到一点一点,只有一点凹陷,这就是空气域。然后可以看一下它的冲击波是这样子,一点一点往外扩散,对吧,从上面也可以看,也是一样的,从天梯往外扩散,然后直到撞到它上面。

那除了这个之外,可以看这个动画,可以看这个,OK,这不太好看,看这个吧,这个纯蓝色的播放一下动画会很卡,第一次播放的时候会很卡,正常可以看到它就这样子,越来越大,越来越大,越来越大,然后直到撞到这个钢板。好慢哦,撞到了,现在已经是已接触到钢板了,然后钢板就开始产生凹陷,已经有一点凹陷了,暂停一下,然后两边的冲击波从钢板两边溢出去了,从四周溢出去了,确切的说。

然后直接拉到最后的话,拉到最后的话,就是可以从底下看,从底下看,它其实已经把第二块钢板有一部分已经包裹住了,就是它通过了第一块钢板,然后挤进了两块钢板之间的缝隙,再到第二块钢板后面,从后面再溢出来。这个就是它的一個TNT爆炸之后的一个传递规律,基本就是这样子。

也可以看一下,也可以把这个空气隐藏掉,然后观看这个,看这个钢板,可以看到它其实第一块已经凹陷得很严重了,那第二块也只有一点凹陷。第一块也没有撞到第二块,因为第一块还没有坏掉,第二块之所以有凹陷也是因为冲击波从这边把空气挤进来了,会产生这样一个凹陷。

那这个视频就这样子吧,就这样子。如果有什么问题,之后再在什么评论区啊这些地方再问一问。如果能解决的话就解决,解决不了的话再想想办法,多去尝试一下,多去尝试一下。OK那就先这样,拜拜。