基于LS-DYNA的冰球冲击载荷数值模拟

【作者】 曲嘉； 鞠殿伟； 剡小军； 庞跃钊；

【机构】 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院；

【摘要】 近几年,南北极的极地探索渐渐成为大家涉足的热点问题。对此首先要克服的问题就是破冰进入极地,经考察极地的冰层平均可达一千余米,破冰后的碎冰块对船只的的冲击影响是很大的。所以本文以此类问题为立足点,将对冰在不同速度下产生的冲击载荷进行数值模拟,并与已有的试验结果进行对比。本文采用ANSYS LS-DYNA作为数值模拟软件,鉴于冰球冲击后完全破碎,过程中会由于网格畸变而导致计算停止或者计算误差较大,所以本文冰球采用无网格的SPH算法(Smoothed Particle Hydrodynamics光滑粒子流体动力学方法),用MAT155进行数值模拟。数值模拟中冰球直径为60mm,模拟时改变冰球的冲击速度,分别冲击同样直径大小的铝圆柱端头,观察不同速度下冲击载荷的峰值和载荷随时间变化的趋势曲线,最后得出峰值载荷与速度之间的关系,进行分析。下面给出了数值模拟时的五组速度值和仿真图。更多还原