ANSYS Explicit 14
-
Upload
hamed-memarian -
Category
Documents
-
view
555 -
download
17
description
Transcript of ANSYS Explicit 14
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 1
Георгий Белов
ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс»
Новые расчетные возможности ANSYS Explicit 14.0
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 2
Типовые приложения программных комплексов ANSYS Explicit Dynamics
Ударные процессы • Низкоскоростные удары (краш тесты)
• Проникание деформируемых тел в различные среды
• Высокоскоростные ударные явления
Ударно-волновые процессы • Распространения ударных волн в средах
• Взаимодействие волн с объектами
Прочностной расчет конструкций, подвергаемых интенсивным динамическим воздействиям
• Расчеты за пределами несущей способности
• Большие перемещения и деформации
• Разрушение, дробление
Исследование поведения материалов со сложными физико-механическими свойствами
• Поведение материалов со сложной реологией в широком диапазоне давлений, деформаций, скоростей деформаций и температур
• Энергетические материалы (горение и детонация ВВ, порохов, пиросоставов)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 3
Программные продукты ANSYS EXPLICIT DYNAMICS
1. ANSYS AUTODYN 2. ANSYS
EXPLICIT STR 3. ANSYS LS-DYNA
• Программный комплекс для исследователей •Решатель LS-DYNA версии 971 R5.1 •Препроцессор ANSYS Mechanical APDL (Prep7) •Препроцессор Mesher в среде WB
• Программа начального уровня на основе решателя AUTODYN •Полная интеграция в среде ANSYS WB
•Легкий в использовании комплекс для решения многодисциплинарных задач •Полнофункциональный решатель AUTODYN 14.0 •Интеграция в среде ANSYS WB
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 4
История создания AUTODYN
1960 HEMP Mark Wilkins, LLNL лагранжев решатель
1965 PIPE Physics Intl.(PI) развитие метода HEMP
1974 PISCES-2DELK PI 2D лагранжево-эйлерово связывание
1985 AUTODYN Century Dynamics 2D лагранжев код
1990 2D эйлеров решатель, 2D лагранжево-эйлерово связывание, оболочки
1995 3D лагранжев решатель, 3D эйлеров FCT решатель, решатель ALE, 3D оболочки
2000 3D SPH решатель, балки, 3D лагранжево-эйлерово связывание
2005 новый графический интерфейс, автоматическое связывание, неструктурированный лагранжев решатель
1985 – 2005 разработка и адаптация моделей материалов
2005 – интеграция в среду ANSYS Workbench
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 5
Вычислительные методы ANSYS AUTODYN
Пространственная дискретизация и симметрия
Решатели
2D 3D
Lagrange Небольшие деформации, сложные контактные границы,
реологические свойства материалов
Euler multi-
material
Произвольные деформации,
ALE Выравнивание расчетной сетки при больших
деформациях
Shells Тонкостенные оболочки
Euler, Ideal
gas
Расчет течений идеального газа
SPH Безсеточный метод с лагранжевым представлением
среды
Beams Дискретные балочные элементы
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 6
Области применения ANSYS AUTODYN и ANSYS LS-DYNA
Скорости, м/с Скорости
деформаций,1/с Определяющие
эффекты
<50 10-1 Упругость, локальная пластичность
50-1000 102 Пластичность. Преобладание
эффектов прочности
1000-3000 105 Равенство значимости эффектов
сжимаемости и прочности
3000-12000 107 Гидродинамические эффекты
намного превышают прочностные
>12000 108 Эффекты фазовых переходов
ANSYS AUTODYN
Классификация ударных процессов (Zucas 1982)
LAGRANGE
ALE
EULER
SPH
ANSYS LS-DYNA
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 7
Модели материалов LS-DYNA и ANSYS AUTODYN
МОДЕЛИ МАТЕРИАЛОВ AUTODYN
Уравнение
состояния Модель
прочности
(пластичности)
Модель
разрушения
(потеря
прочности)
МОДЕЛИ МАТЕРИАЛОВ LS-DYNA
AUTODYN включает базу данных с константными наборами для более 270 различных материалов
• Металлы, пластичные материалы
• Ортотропные и анизопропные
материалы
• Хрупкоразрушаемые материалы
• Грунты, бетоны, керамика,
• Вязко-пластичные материалы,
пластмассы
• Пеноматериалы,
• Дерево
• Жидкости и газы
• Химически реагирующие
материалы, ВВ, пиросоставы
Более 200 различных моделей материалов
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 8
Модели пластичных материалов ANSYS AUTODYN
Теория
пластического
течения Прандля-
Рейсса с алгоритмом
Уилкинса
приведения вектора
главных напряжений
в «круг текучести»
Предельная
поверхность
Октаэнтдрическая
плоскость
Деформации
Напряж
ении
Диаграмма упругопластического
поведения металлов
Гидростатическое
давление
Упругая
разгрузка
Пластическая
разгрузка
Упругое
нагружение Предел упругости зависит от:
• накопленной пластической деформации
• скорости деформации
• температуры
• давления
Модели прочности металлов ANSYS AUTODYN
1. Johnson-Cook
2. Zerilli-Armstrong
4. Steinberg-Guinan
3. Cowper-Symonds
Уравнения состояния для металлов ANSYS AUTODYN
1. Linear
2. Mie - Gruneisen
3.Polinomial
4.Shock
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 9
Модели грунтов
Уравнения состояния для грунтов Модели прочности для грунтов
1. Porous EOS 1. Модель Друккера-Прагера
2. MO Granular модель грунта
• прочность как у Друккера-Прагера
(зависимость предела текучести Y
от давления p)
• зависимость предела упругости Y
от плотности ρ
• зависимость модуля G сдвига от
плотности ρ
• различные формы зависимости
предела текучести Y от давления p
2. Compaction EOS
3. P-alpha EOS
давление
плотность начальная плотность
пластическое уплотнение
начальная
скорость
звука
скорость
звука
уплотненного
материала
упругая
разгрузка и
повторная
нагрузка
плотность
дав
лен
ие
• кривая
пластического
уплотнения
p=p(ρ)
• различные
модули
объемной
разгрузки
К=К(ρ)
• кривая
пластического
уплотнения
p=p(ρ)
• различные
скорости звука
для объемной
разгрузки
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 10
Модель бетона
Модель RTH (Riedel, Thoma, Hiermaier)
Уравнение состояния P-alpha
Типичная кривая напряжение-
деформация для бетона
Особенности модели:
1. Нелинейная сжимаемость, объемное
пластическое деформирование
2. Многофакторный критерий
пластичности при растяжении, сдвиге
и сжатии (компактирование)
3. Деформационное упрочнение
4. Кинетическая модель накопления
поврежденности и разупрочнения
5. Учет эффектов скорости деформации
6. Расчет поведения полностью
разрушенного материала (щебень)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 11
Модели ортотропных композиционных материалов ANSYS AUTODYN
Особенности поведения КМ Соотношения для упругой области
Уравнение состояния Нелинейное упрочнение
Ортопропная модель разрушения
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 12
Модель детонации ВВ
Уравнение состояния продуктов детонации
• JWL, модифицированное Миллером для ВВ
с неидеальной детонацией
(термобарические составы)
• для расчета течений сильно разряженных ПД
существует возможность перехода от УРС JWL к
УРС идеального газа
• JWL (Jones-Wilkins-Lee)
Модель детонации
Пример расчетного профиля давления и удельного
импульса для ТНТ с алюминием
Схема распространения детонационной волны для
зарядов с инертными включениями и «теневыми»
зонами
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 13
Примеры использования EXPLICIT комплексов
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 14
Оценка безопасности при падении контейнеров
• Моделирование Drop тестов (низкоскоростной удар)
• Оценка НДС и герметичности после падения
• Разработка и оптимизация энергопоглощающих устройств
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 15
Примеры Drop тестов
Ударостойкость электронных устройств
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 16
Оценка ударостойкости строительных и защитных сооружений
• Модель бетона RTH
• Прямое моделирование арматуры
• Возможен импорт преднагруженного состояния
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 17
Модерирование ударов самолетов
Деформируемая модель самолета
Учет топлива в баках
Возможно моделирование прогрессирующего разрушения здания
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 18
Моделирование удара самолета по всемирному торговому центру
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 19
Моделирование разрушения турбоагрегатов
Прогрессирующее разрушение элементов турбоагрегатов
Оценка эффективности защитных кожухов
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 20
Баллистический удар пуль и осколков
Лагранжев решатель (с искуственной эрозией)
Эйлеров решатель (жидкости, пластичные материалы)
SPH решатель (хрупкие материалы, не требует эрозии)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 21
Прострел пулей из АК74 многослойной композиционной оболочки
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 22
Расчет пробития алюминиевых плит
A.J. Piekutowski, M.J. Forrestal, K.L.
Poormon, T.L. Warren
Perforation aluminum plates with ogive-nise
steel rord at normal and oblique impacts//
Int. J. Imp. Eng., 1996. Vol 18.
Aluminum 6061-T651
26.3 мм
Steel 4340
67.5 мм 21.4 мм
12.9 мм
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 23
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Vs, м/с
Vr,
м/с
Эксперимент 2D LAGRANGE 2D EULER 2D SPH
Расчет пробития алюминиевых плит
Верификация расчетной модели по результатам пробития по нормали
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 24
Расчет пробития алюминиевых плит
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Vs, м/с
Vr,
м/с
Эксперимент Lagrange Euler
Верификация расчетной модели по результатам пробития под углом 30 град
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 25
Верификация модели бетона
S.J. Hanchak, M.J. Forrestal, E.R. Young et al.
Perforation of Concrete Slabs with 48 MPa and 140
MPa Unconfined Compressive Strengths.// Int. J.
Imp. Eng., 1992 Ударник
M=0.5 кг
D=25.4 мм
L=144 мм
Мишень
Бетон fc’=48 МПа
Н= 178 мм
V0 Vr
Расчет в AUTODYN (SPH)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 26
Верификация модели бетона
Vr=220 м/с
Vr=225 м/с
Vr=190 м/с
1. T.J. Holmquist, G. R. Johnson, W.H. Cook, 1993. Расчет лагранжевым кодом EPIC Модель бетона Johnson- Holmquist
2. Расчет в LS-DYNA в
лагранжевой постановке
Модель бетона PSEUDO TENSOR
4. Расчет в LS-DYNA в
эйлеровой постановке
Модель бетона PSEUDO TENSOR
3. Расчет в ANSYS AUTODYN в SPH постановке Модель бетона RTH
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 27
Методология расчета комбинированного ударно-проникающего и взрывного воздействия на ж/б плиту
Разрушение бетона при воздействии проникающего боеприпаса Расчет взрыва ВВ
ВВ
Воздух
Бетон
Воздействие продуктов детонации на плиту Разрушения в бетоне после взрывного воздействия
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 28
Модерирование физических взрывов (при внезапном разрушении емкостей с газом под давлением)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 29
Пример:
• Использование ANSYS (implicit) для расчета нагружения внутреннем давлением
• Использование метода Euler-FCT для моделирования истекающего газа
• FSI решение в AUTODYN
Пример расчета прострела предварительно нагруженного резервуара
Pre-stressed Explicit
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 30
Моделирование взрыва ВВ в AUTODYN
Модель геометрической детонации (с учетом теневых зон)
Модель догорания ПД (алюминосодержащие ВВ)
Кинетика Lee-Tarver для БВВ
Кинетика горения пиротехнических составов
Аналитическая модель взрывной нагрузки
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 31
Воздействие воздушной ударной волны на объекты
0.01
0.1
1
10
0 1 2 3 4 5
3/13 /,/ кгмMr
МПаp,
расчет в ANSYS AUTODYN
формула Садовского
33
233
7.027.0084.0
r
m
r
m
r
mp
Избыточное давление во ФУВ
Технология расчета воздействия воздушных ударных волн на объекты
Сравнение с экспериментом
1. Ближняя зона 2. Дальняя зона
3. Взаимодействие с конструкцией
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 32
Расчет взаимодействий УВ с объектами
Расчет строительных конструкций Расчет резервуара
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 33
Моделирование взрыва артиллерийского снаряда в среде WB
• Модуль ANSYS Explicit Dynamics
• Параметризованная 2D геометрия в Design Modeler (beta)
• Неструктурированная 2D КЭ лагранжева сетка –«болванка»
• Импорт в AUTODYN
• Добавление моделей материалов и эйлеровых частей
Параметризованная 2D геометрия в
Design Modeler
Конечно-элементная сетка в ANSYS Mesh
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 34
Моделирование взрыва артиллерийского снаряда в среде WB
Модель в ANSYS AUTODYN • Расчет в AUTODYN в эйлеровых координатах
• При изменении геометрии происходит автоматическое перестроение всей модели
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 35
Аналитическая модель взрывной нагрузки
Нагрузка от воздушного взрыва как динамическое ГУ
• Методика разработана на основе руководства
Department of the Army (1986). Fundamentals of Protective Design for Conventional Weapons TM 5-855-1, Washington
• Поверхности объекта на которые действует давление задаются автоматически или вручную
• Ограничение на относительное расстояние от 0.147 до 40.0 m/kg1/3
• Нагрузки на Shells и грани Solids
• Поверхностный и наземный взрыв
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 36
Аналитическая модель взрывной нагрузки
Пример: взрыв в ограниченном пространстве • Расчет/Эксперимент с учетом и без учета влияния канала
Без бетонных блоков С бетонными блоками
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 37
Моделирование поведения материалов, имеющие сложные физико-механические свойства
Установление и адаптация определяющих соотношения по условиям натурных и численных экспериментов
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 38
Моделирование технологических операций
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 39
Новые расчетные возможности ANSYS Explicit 14.0
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 40
• Развитие модуля ANSYS Explicit Dynamic, унификация модуля ANSYS AUTODYN со средой Workbench.
• Численные методы для работы с автоматически генерируемыми HEX и TET сетками (2D и 3D)
• Интеграция с другими расчетными модулями ANSYS
– Импорт-экспорт КЭМ и НДС
• Усовершенствование параллельных расчетов
• Разработка решателя LS-DYNA (LSTC)
– 2D Euler, FEM Explicit & Implicit, EFG, CFD, EM.
Основные направления развития Explicit модулей ANSYS версий 13-14
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 41
Новый тетраэдральный NBS элемент Формулировка Nodal Based Strain (NBS) formulation
• Устраняет ошибки, связанные с объемным и сдвиговым «защемлением»
• Метод является особо ценным при расчетах низкоскоростных ударов объектов сложной геометрии (Дроп-тесты бытовой техники, электронных устройств, защитных устройств атомной энергетики)
– Задачи где проблемы больших деформаций и искажений не играют существенной роли
– Материалы с изотропной упругостью, пластичностью и разрушением
• Тестовые расчеты показывают наилучшие результаты с коэффициентом Hourglass=0.1
• Элемент вводится как полноценный тип (этап бета-тестирования пройден)
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 42
Новый тетраэдральный NBS элемент
Пример расчета изгиба балки,
сложного сечения
Case Average End Deflection
ANP Tet -0.178
NBS Tet -0.146
MAPDL -0.147
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 43
Пример расчета соединения с самопрокалывающей заклепкой
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 44
Решатель с 2D топологией в Workbench
В версии R14 полноценная поддержка 2D Solid (Цилиндрическая симметрия и плоская деформация) в Workbench
• Доступен 2D пре- и пост-процессинг
• Ось симметрии теперь направлена в направлении Y для унификации с другими типами анализа
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 45
Оболочки с индивидуальной толщиной для каждого элемента - Импорт данных из других расчетных модулей
• Поддержка обоих Explicit модулей: – Explicit Dynamics
– Explicit Dynamics (LS-DYNA Export)
• Пример – импорт из ANSYS Polyflow – Polyflow – продукт семейства CFD,
используемый для моделирования процессов деформирования таких материалов как полимеры, стекло, металлы и бетон
– Моделируются такие технологические процессы как экструзия, выдувание в форму, горячее формование, протягивание волокон
– Результаты, полученные в Polyflow (рассчитанная толщина оболочек) может быть экспортирована в модули Mechanical и Explicit Dynamic
Расчет выдувания в форму при помощи Polyflow • Получение оболочки с
переменной толщиной
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 46
• Полный цикл построения виртуального прототипа и тестирование возможностей ANSYS Workbench для производства пластиковых емкостей: – Моделирование выдувания в форму или
горячего формования для определения конфигурации толщины
– Выполнение прочностного анализа для оболочек с переменной толщиной
Оболочки с индивидуальной толщиной - Импорт из Polyflow
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 47
• Design Assessment был введен в Workbench для улучшения постпроцессинга результатов расчетов механических систем – Мощный инструмент для работы с результатами с использованием
программирования и скриптов
• Explicit Dynamics может быть входным модулем для Design Assessment
Связь Explicit Dynamics с модулем Design Assessment
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 48
Design Assessment - пример использования с Explicit Dynamics
• Анализ осколочного
спектра
Объемы осколков
Эквивалентная пластическая деформация
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 49
• Модуль ACP разработан совместно фирмами ANSYS и EVEN, основные возможности версии R14 являются:
– Интегрирование данных модуля ANSYS Composite PrepPost (ACP) как отдельного компонента
– Введение свойств разрушения как композитного материала в модуле Engineering Date для последующего использования как в модуле ACP так и в Mechanical/Explicit Dynamics
– Улучшение эффективности работы Mechanical/Explicit Dynamics для работы с композитами, включая простое создание и постпроцессинг (ограничена оболочками для R14)
– Обмен данными между модулями ACP и Mechanical/Explicit Dynamics реализован на уровне схем проекта Workbench
Усовершенствования в моделировании композитных оболочек
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 50
• Модуль ACP разработан EVEN как компонент среды Workbench
• Реализованы стандартные функции среды Workbench: организация файлов, стандартные действия среды - Update, Duplicate и пр.
• Модуль использует модели материалов из Engineering Data
Организация данных модуля ACP
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 51
Организация процесса работы ACP c Mechanical/Explicit Dynamics
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 52
- Непосредственное задание слоев композита
Пример построения Explicit расчета композитной модели
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 53
• Dr. J.O. Hallquist обозначены основные требования к программе
– «MULTI-PHYSICS»
– «MULTIPLE STAGES»
– «MULTI-PROCESSING»
• Стратегия «одного кода», возможности мультифизики:
– Явный/неявный КЭ решатель
– Нестационарная теплопроводность
– ALE
– EGF, SPH
– CFD решатель для несжимаемых сред
– CFD решатель для сжимаемых сред - CESE
– Электромагнетизм
– Акустика
– Пользовательские интерфейсы (элементы, материалы, нагрузки )
Основные тенденции развития LS-DYNA
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 54
• Появился с версии 971 r4
• Доведение решателя 2D до уровня 3D
• Основные возможности:
– Расчет многокомпонентных течений на подвижных (деформируемых) эйлеровых сетках
– Связывание FSI с лагранжевыми частями
– Реализована функция переноса «Mapping», которая позволяет накладывать результаты расчетов с одной сетки на другую
• Расширение расчетной области для задач распространения ударных волн
• Из 2D в 2D и из 2D в 3D
Новый решатель 2D Multi-material ALE
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 55
• Гиперскоростной удар алюминиевого шарика в плиту (6 км/с)
– Эксперимент A. Piekutowski, 1993 г.
Валидация 2D ММ ALE решателя
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 56
Валидация 2D ММ ALE решателя
• Проникание удлиненного вольфрамового ударника в алюминиевую преграду
– Сравнение с тестами проводимыми Sandia National Laboratories для CTH и ALEGRA
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 57
Валидация 2D ММ ALE решателя
• Формирование ударного ядра
– Сравнение с CTH
• Кумуляция
– Сравнение с MESA-2D
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 58
Валидация 2D ММ ALE решателя
• Распространение ударной волны от наземного взрыва ВВ
– Применение технологии импорта и наложения результатов в новую сетку
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 59
Анализ в частотной области • Модальный анализ
• Неявный метод на основе модального анализа в обобщенных координатах
– Расчет амплитудно частотных характеристик (FRF) *FREQUENCY_DOMAIN_FRF
– Расчет установившейся динамики гармонического воздействия (SSD) *FREQUENCY_DOMAIN_SSD
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 60
• 1 этап: расчет стационарной вибрации
– Явный метод во временной области + быстрое преобразование Фурье
– Гармонический анализ в частотной области
• 2 этап: расчет акустического давления на основе:
– FEM
– BEM
Виброакустика в LS-DYNA
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 61
• Автоматический ремешинг
• Пригоден для чисел Маха менее 0,3
• Модели турбулентности: k-e, LES
• Автоматическая генерация пристеночных слоев
• Двухфазные течения
• Теплопроводность
CFD решатель для течений несжимаемых сред ICFD
Обтекание ветром солнечной батареи
Работа сердечного клапана
Падение капли в легкую жидкость Генерация пристеночных элементов
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 62
• Связанный термо-механический-электромагнитный анализ:
– Введение электрической проводимости в проводниках
– Магнитные и электрические поля
– Генерирование силы Лоренца
– Силы вызывают деформации проводников
– Движение проводников вызывает искажение полей
– Текущий ток вызывает нагрев проводников, нагрев вызывает изменение механических и электромагнитных свойств
Электромагнетизм в LS-DYNA
Моделирование выстрела из ЭМ рельсовой пушки
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 63
AUTODYN & LS-DYNA
+ AUTODYN
Интерактивный графический интерфейс
Интеграция в среду ANSYS WB
Высокоэффективный «горячий» рестарт
Полноценный 2D решатель
Более совершенные эйлеровы решатели, FCT решатель
Более гибкий способ определения моделей материалов
База данный константных наборов
+ LS-DYNA
Непревзойденная скорость вычислений
Совершенные контактные алгоритмы
Удобное распараллеливание на SMP системах
Большое количество решателей, в том числе Implicit, EFG, BEM, CFD
Связь с ANSYS Implicit
Специальные средства для Crash анализа
Дополнительные средства для задач ОМД
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 64
+ AUTODYN
Распространение ударных волн в различных средах
Воздушные ударные волны (схемы с малой дисперсией фронта)
Конечная баллистика боеприпасов и средств поражения
Гиперскоростные удары
Моделирование разномасштабных ударно-волновых явлений
+ LS-DYNA
Низкоскоростные удары: • CRASH тесты
• DROP тесты
Моделирование средств пассивной безопасности транспортных средств, манекенов человека,
Конечная баллистика боеприпасов и средств поражения
Технологические операции
Задачи с множественным контактным взаимодействием
AUTODYN & LS-DYNA Типовые задачи
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 65
fü r Po stS cript -Dr ucker geeignetfü r Po stS cript -Dr ucker geeignet
A E R O S P A Z I O
Space Division
Institut Kurzzeitdynamik Ernst-Mach-Institut
Пользователи ANSYS EXPLICIT
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 66
Доля AUTODYN и LS-DYNA среди коммерческих гидрокодов по данным публикаций International Symposium on Ballistics
© 2012 ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc. 67
Георгий Белов
ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс»
Ведущий инженер по внедрению и технической поддержке ANSYS Explicit Solutions
www.cadfem-cis.ru
www.autodyn.ru
+7 (495) 664-0609
Спасибо !