子弹穿甲是显式动力学分析的经典案例,涉及到的仿真技术包括:高应变率下的材料模型,状态方程,侵彻条件设置等。
子弹穿甲案例属于高度非线性问题,包含了材料非线性,接触非线性,几何非线性(大应变)。尤其是大应变的几何非线性,超过了通用结构分析软件的能力,只能选择显式动力学分析软件。本文使用Explicit Dynamics,该模块的求解器实际上AutoDyn。
轴对称模型如下图所示。
打开显式动力学材料库。
添加了两种金属材料。
赋予材料如下图所示。
网格划分如下图所示。
分析条件如下图所示,子弹具有初速度,约束靶板边界。
求解时间范围为0.1ms。
位移结果如下图所示。
速度结果如下图所示。
子弹平均速度随时间变化,如下图所示。
说明:动图中看到的红色点,是被侵彻单元的节点。通过Eroded Nodes可以决定是否显示。
单元发生侵彻的条件,默认如下图所示,当单元有效应变超过1.5时,单元发生侵彻,即单元被删除。读者可以改变侵彻条件自行尝试。