LS-DYNA模拟波音767撞击核电站

【以下是我2014年读研时的工作，很荣幸当时能参与这样重大的项目。用到了CATIA软件建立了Boeing767-200ER的模型，包括蒙皮，内部桁架，框架，翼肋等，用Altair Hypermesh进行了高质量的网格划分，在不使用质量缩放的情况下，尽量控制网格尺寸使其最小稳定时间步长不至于过小，最后用Ls-dyna进行了碰撞分析】

运用LS-DYNA,可以进行飞机高速撞击核电站的先进数值模拟。采用耦合方法（飞射物-靶体相互作用分析方法）并综合考虑飞机的主要结构、载荷分布及材料特性等。根据文献资料查找的波音767飞机尺寸数据，利用三维软件进行了飞机模型的建立，建立的飞机模型如下：

飞机全机尺寸

对蒙皮进行壳单元网格划分，对其内部桁架，框架等结构进行梁单元网格划分：
网格分别如下所示：

蒙皮壳单元网格划分  蒙皮梁单元网格划分

根据查找的文献及官网资料，考虑到飞机自重以及油箱，机上荷载分布等给飞机模型布置好轴向质量，其分布如下图所示，在高速撞击分析中，质量分布是十分关键的：

模型检查：在LS-DYNA中，检查梁单元和壳单元的截面属性是否正确赋予，并直接添加或修改接触，材料，初速度等关键字。

材料模型设置如下表所示：

混凝土采用 Concrete_Damage 材料模型，并利用圆柱体撞击混凝土面板的仿真与实验进行对比来验证材料参数的准确性：

最终飞机撞击核电站的效果如下动画所示：

网格总数：100万

采用8核并行运算，双精度

采样时间步长0.001s, 总共计算0.3 s

所需机时: 44小时

在LS-DYNA中，可以通过提取节点的反作用力并加总，可得到飞机的撞击力，并且能通过节点区域的划分，得到各个部分的撞击力分布，如下图所示：

还可以在LS-DYNA中轻松修改撞击的角度，位置以及速度，得到不同状态下飞机和核电站的损毁情况：

以下展示了不同撞击位置时候的结果：