摘要：用一种修正的无网格局部Petrov-Galerkin方法求解了不可压超弹性材料平面应力问题。在建立求解方程过程中,采用径向基函数耦合多项式构造近似函数,并以Heaviside分段函数作为加权函数简化了刚度矩阵的域积分,引入平面应力假设避免了材料不可压引起的数值求解困难。数值算例表明:该文方法求解不可压超弹性材料平面应力问题具有稳定性好、精度高的特点。

摘要：考虑带预制孔容器内空气的影响,采用三维FEM-SPH自适应耦合算法程序对含预制孔容器在内爆载荷作用下的动态响应过程进行了模拟,与实验所得到的破坏特征参量吻合。同时也用LS-DYNA软件中ALE算法得到的计算结果与FEM-SPH自适应耦合算法得到的结果进行比较,进一步分析了FEM-SPH自适应耦合算法的有效性。FEM-SPH自适应耦合算法能够稳定再现内爆载荷作用下含预制孔容器的爆炸鼓包过程、预制孔毁伤破坏过程以及容器内空气运动过程,可以为容器内爆问题的数值模拟研究提供有效途径。

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。

摘要：提出一种利用平板撞击的瞬态速度剖面响应反求陶瓷脆性材料的动态本构损伤参数的方法.通过数值模拟再现平板撞击试验中的正平面波在飞片、样品和窗口材料中的传播情况,分析了"样品/窗口"界面瞬态速度剖面响应与材料参数之间的映射关系,进而建立了用响应反求本构参数的反问题,且通过一些数值试验验证该反问题是适定的.基于平板撞击速度剖面响应反求的方法,为快速地获得高应变率下一些传统方法难以测定出的本构参数提供新途径.

摘要：利用三维FE-SPH自适应耦合算法对子弹斜侵彻混凝土靶时的跳飞现象进行了数值模拟。提取了跳飞过程中子弹的线性速率、加速度、角动量和转动力矩随时间的变化曲线,对子弹跳飞过程及产生的原因进行了分析。结果表明,混凝土靶作用于子弹的不对称阻力所产生的力矩是子弹跳飞的根本原因。在以上分析的基础上,该文研究了子弹初始速度、入射倾角以及靶板厚度等条件对跳飞的影响规律,取得了一些定量的结果。

摘要：基于改进的移动最小二乘(MLS)二阶导数近似,建立了一种求解弹性静力问题的无网格弱-强形式结合法(MLS-MWS)。该方法采用节点离散求解域,通过MLS构造形函数,将求解域划分为边界域和内部域,并分别使用控制方程的局部弱形式和强形式来建立离散系统方程。对强形式中涉及的近似函数二阶导数计算,提出了一种将其转化为求两次一阶导数的方法,与传统方法相比,该方法计算简单、精度高。MLS-MWS法结合了弱、强形式无网格法的优点,Neumann边界条件容易满足,并且只需在边界区域进行积分。文中应用该方法分析了两个弹性力学平面问题,分析结果表明本文方法具有良好的精度和收敛性。

摘要：采用LS-DYNA软件中的拉格朗日有限元方法,对不同头部形状子弹侵彻钢板问题进行了三维数值模拟研究,并与实验结果进行比较分析,结果表明:平头、圆头、尖头子弹侵彻剩余速度计算结果与实验结果吻合较好,相对误差都在10%以内,从而验证了数值分析模型的有效性。在此基础上分别计算了入射速度为400 m/s、500 m/s、600 m/s和倾角分别为50°、55°、60°、65°、70°、75°状态下的平头、圆头、尖头子弹侵彻圆形钢板模型,得出了不同头部形状跳弹规律、跳弹临界角范围、侵彻过程所消耗的动能,为子弹头部形状设计提供了参考。

摘要：拉格朗日型的有限元法和光滑粒子法在模拟材料大变形问题时各存优缺点,而有限元与光滑粒子耦合算法实现了在小变形区域采用有限元法计算,在局部的大变形区域采用光滑粒子法计算,有效地综合了有限元法计算效率高和光滑粒子法能够自然地模拟材料大变形问题的特点.重点论述了有限元法、光滑粒子法以及有限元与光滑粒子耦合算法的研究现状及应用进展,并讨论了各方法中需要进一步解决的问题.最后通过算例对3种方法的计算精度和计算效率进行了分析,供研究人员参考.

摘要：采用自编三维SPH程序对弹体侵彻陶瓷/金属复合装甲问题进行了数值模拟。为了描述金属和陶瓷材料非线性变形及损伤特性,在程序中嵌入Johnson-Cook和Johnson-Holmquist II本构模型及Mie-Gruneisen状态方程。SPH计算得到的典型位移随时间变化曲线与实验结果吻合较好。通过数值模拟合理再现了弹体侵蚀、陶瓷锥形成、飞溅和背板隆起撕裂等物理过程。研究了倾角对复合装甲抗侵彻性能的影响,结果表明,存在一个最优的靶板倾角,使得陶瓷/金属复合装甲的抗侵彻性能最佳。

摘要：为了准确、高效地模拟高速冲击问题,提出了一种自适应轴对称有限元(FEM)-光滑粒子流体动力学(SPH)耦合算法。该算法在初始时刻全部采用FEM计算,在动态变形过程中自动将畸变单元转化为粒子,采用SPH计算。该算法采用一种新的耦合算法实现单元与粒子间的高精度耦合,并应用最小内角转化准则和单元分组转化方式实现单元向粒子的自动转化。计算了几个典型的高速冲击问题:首先,通过计算应力波传播测试了新的单元-粒子耦合算法的精度;然后,通过计算泰勒杆问题验证了自适应耦合算法及相应程序的正确性;最后,计算了弹体侵彻铝板和混凝土板。结果表明:自适应耦合算法计算精度好且效率高,适合模拟高速冲击问题。