应用LS-DYNA进行拆除爆破数值模拟论述
CAE-LS-DYNA水下爆炸数值仿真
多物质组分的初始化
DYNA程序提供多物质组分的初始化功能流体算法对网格质量要求很高全六面体网格！流体物质的网格离散质量直接关系到求解精度DYNA里面的多物质流体网格可保持最佳质量*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY基于模型现有结构或是自定义几何构形来分配全六面体映射网格界面单元可以实现不同组分的插值分配处理避免流体传输常见的“负体积”等数值错误，保证分析精度
LS-DYNA水下爆炸数值仿真
程序发展概况
背景及地位◆ LS-DYNA系列为国际主要的显式非线性动力分析程序, 广泛用于冲击、碰撞、爆破及流固耦合研究，为北约新武器开发的重要工具。◆ LS-DYNA程序被公认为是显式有限元分析的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序（包括显式板成型程序）的基础代码。◆ 丰富的接触碰撞算法和卓越的多物质流固耦合功能使其在分析高度瞬态非线性问题时具有其它软件无法比拟的优势。◆ 军工系统爆轰分析的首选软件，事实上的行业标准。
式中：ω、A、B、R1、R2是输入参数，适用于各种凝态炸药。
水或空气的状态方程
Jones-Wilkins-Lee 状态方程
*EOS_LINEAR_POLINOMIAL*EOS_GRUNEISEN*EOS_IDEAL_GAS
水下爆炸涉及的命令
多物质及耦合关键字*section_solid_ale (选择单元算法)*control_ale（指定物质输运算法）*ale_multi-material_group_options （多物质ALE(Euler)分析时指定）*initial_void_options （单物质+空PART时指定）*contact_sliding_only_options 炸药采用Lagrange描述*constrained_lagrange_in_solid 炸药采用ALE或Euler描述，结构采用Lagrange描述*initial_detonation 单点、多点、线起爆*control_explosive_shadow 隔爆、绕爆
爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟
第 59卷 第 4期
有 色 金 属 (矿山部分 )
2007年 7月
爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟
1 模型建立与参数确定
1. 1 物理模型 板状结构介质采用混凝土板 ,模型由炸药 、密实
张 猛 硕士 河北唐山 063009
土层 、空气层和混凝土板 4部分组成 。其中炸药 、土 和空气 3种材料采用欧拉 ( Euler)网格建模 ,单元使 用多物质 ALE算法 ,允许在同一个网格中包含多种 物质 。混凝土板采用拉格朗日 (Lagrange) 网格建 模 ,混凝土板与空气和土介质间采用耦合算法 。将 混凝土板 、药包 、空气层 、土介质视为标准的理想体 介质 ,其性质是具有各向同性的连续性均匀介质 。 在整个分析过程中忽略土的重力作用 ,假设爆轰产 物的膨胀是绝热过程 。
工程爆破中 ,经常遇到的混凝土地面 、地坪及池 壁的爆破 ,大多数属于薄板破坏问题 。目前 ,对钢筋 混凝土板 、素混凝土板 、冻土层和冰层等板状结构介 质的爆破 ,常利用放置在波阻抗较小的约束介质中 的炸药包的爆炸能量爆破邻近的高阻抗介质 ,即通 过埋置于某种约束介质的药包的爆炸能量以达到破 坏另一种介质为目的的爆破方法 。该类型爆破在实 际工程中有着广泛的应用 。如拆除大面积的混凝土 地坪 、底板等薄壁结构 ,飞机场跑道等 。在我国北 方 ,在冻土层上施工时 ,往往需要首先进行冻土层的 爆破 。我国黄河流域的上游地区 ,由于冬季气候寒 冷 ,黄河水封冻 ,而到次年春天的黄河解冻期间 ,为 了防止形成冰墙而导致黄河水泛滥 ,经常要采取爆 破冰层来疏通河道 。在城市爆破拆除中 ,也经常采 用该类型爆破方法拆除薄壁结构建筑物 。
基于LS-DYNA的爆破增透数值研究
基于LS-DYNA的爆破增透数值研究杨前意;石必明;张雷林;翟文杰【摘要】为了解决五轮山煤矿的煤层透气性低,瓦斯抽采效率低等问题,提出了采用煤层预裂爆破,增加透气性的技术来提高瓦斯抽采率.为了确定预裂爆破过程中最佳参数,运用软件LS-DYNA在动态下数值模拟不同孔间距下预裂爆破后煤体的裂隙和孔隙发育情况;设计3种不同孔间距抽采孔,对比分析预裂爆破的影响效果,最终结合实际,确定爆破孔布孔间距为4.5m时效果较好.同时对1805运输巷进行了预裂爆破试验,分析试验结果可知:总管路在爆破试验前的平均瓦斯浓度为6.8％,爆破后浓度快速增大,高达9.9％;同时平均瓦斯纯量也由0.07m3/min增加到0.48m3/min.瓦斯浓度相比爆破前提高了46％,瓦斯纯量比爆破前增加了6.85倍.测定爆破增透前、后K1值和S值,爆破前K1值为0.61mL/(g·min0.5),爆破后下降至0.42mL/(g·min0.5),小于安全值0.5mL/(g·min0.5).瓦斯抽采率大大提高,可以降低瓦斯灾害的危险性,确保煤矿安全高效生产.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2019(024)001【总页数】6页(P140-144,119)【关键词】LS-DYNA;预裂爆破;增透;瓦斯抽采;数值模拟【作者】杨前意;石必明;张雷林;翟文杰【作者单位】安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001;兖矿集团贵州五轮山煤业有限公司,贵州毕节551700【正文语种】中文【中图分类】TD713.3当前我国许多煤矿治理瓦斯的主要方法为瓦斯抽采，但是由于煤层的孔隙率较小，瓦斯气体流动性差，从而导致瓦斯的抽采率低，采掘接替平衡受到极大的影响。
预裂爆破技术可以很好地释放原始煤层压力，增大孔隙率，使得透气性增加。
ls-dyna爆炸冲击算例 -回复
ls-dyna爆炸冲击算例-回复Lsdyna爆炸冲击算例指的是使用Lsdyna软件进行爆炸冲击仿真分析的例子。
在这个算例中，我们将通过一步一步的回答，带您了解如何利用Lsdyna软件进行爆炸冲击仿真分析，解决一些实际工程问题。
首先，让我们了解一下Lsdyna软件。
Lsdyna是一种非线性动力学分析软件，被广泛应用于汽车碰撞、航空航天工程、爆炸冲击、材料成型和结构变形等领域。
该软件具有高度的数值稳定性和灵活性，可以模拟各种工程场景下的动态响应。
接下来，我们将通过一个实际案例来展示Lsdyna在爆炸冲击仿真分析中的应用。
案例背景：假设我们的目标是设计一个承载建筑物结构的钢制支撑柱，需要进行冲击响应分析。
在这个案例中，我们将使用Lsdyna软件来模拟一个爆炸情景，并评估结构的稳定性和安全性。
步骤一：准备模型首先，我们需要准备建筑物结构的几何模型。
这个模型可以使用CAD软件来创建，然后将其导入到Lsdyna中。
除了结构本身，我们还需要考虑周围的土壤和其他周边环境特征，以便更真实地模拟爆炸冲击情景。
步骤二：定义物理材料参数接下来，我们需要为建筑物结构和爆炸物定义物理材料参数。
例如，我们需要提供钢材的弹性模量、密度、屈服强度等信息。
对于爆炸物，我们需要提供炸药的爆炸能量、爆炸速度等参数。
这些参数的准确性对于仿真结果的精确性至关重要。
步骤三：定义边界条件在进行爆炸冲击分析之前，我们需要为模型定义适当的边界条件。
根据实际情况，我们可以选择对支撑柱的顶部施加固定约束，并设定底部的土壤为固定边界。
这将确保支撑柱在仿真过程中的稳定性。
步骤四：设置爆炸条件在进行爆炸冲击仿真之前，我们需要定义爆炸约束。
根据实际情况，我们可以在某个区域内放置炸药或模拟爆炸的初始速度。
这个设置将决定模拟中爆炸物的释放和传播方式。
步骤五：运行仿真分析一切准备就绪后，我们可以开始运行Lsdyna软件进行仿真分析。
Lsdyna 将根据模型的几何和物理性质、边界条件以及爆炸设定来模拟整个爆炸过程。
LS-DYNA动力学分析--炸药在土中爆炸GUI及APDL例子
第九章LS-DYNA动力学分析第四节LS-DYNA范例解析——炸药在土壤内部爆炸分析1．问题描述如图9-1所示，条形炸药设置在混凝土板下方一定距离处的土壤介质中，引爆炸药，试分析条形炸药爆炸后土壤的鼓包运动及混凝土板的运动过程。
图9-1炸药与混凝土板的位置示意图2．建模数值模型由炸药、土壤层、空气和混凝土板4部分组成，其中炸药、土壤和空气3种材料采用欧拉网格建模，单元使用多物质ALE算法，混凝土板采用拉格朗日网格建模，混凝土板与空气和土壤材料间采用耦合算法。
由于是条形炸药，在中心线起爆条件下，不考虑端部效应时，可以将模型简化成平面对称问题。
为了方便建模，采用单层实体网格建模。
数值模型采用cm-g-?s单位制，具体模型尺寸见图9-2所示。
3．分析步骤（1）进入ANSYS界面1）启动ANSYS，弹出ANSYS12.0 Launcher窗口。
2）在Launcher对话框的Simulation Environment下拉列表框中选择ANSYS，在License下拉列表框中选择ANSYS/LS-DYNA。
图9-2模型尺寸图/mm3）在对话框的Working Directory文本框中输入E:\explosion_undergro-und作为工作目录（假设工作目录为E盘），在Job Name文本框中输入explosion_underground作为工作文件名，其他选项用默认值。
单击Run按钮，运行ANSYS程序，进入ANSYS的操作界面。
（2）选择单元类型1）选择菜单Main Menu：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框。
2）单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框，在Library of Element Types下拉列表中选择LS-DYNA Explicit和3D SOLID164，单击OK按钮关闭对话框。
lsdyna模拟楼房爆破拆除
1概述
水平逐段解体法爆破方案主要应用于高宽比不 大, 且每层 C0 ( 能量相似常数, 即框架结构的势能和 解体框架破坏能量之比) > 1 的情况。具体实施为 按照一定的时间延期逐段炸毁 框架内的主要 支撑 柱, 使框架结构逐段解体坍塌[ 1] 。该方案的主要优 点是通过 2 次比较充分的解体, 第一次势能以突加 载荷形式转化成弯曲破坏能, 使框架各节点处产生 弯矩而解体破坏; 第二次为构件坍塌触地冲击而解 体。使框架整体得到理想的破坏效果, 从而解体后 各构件能充分满足尺寸的设计要求。
模型中相应的单元就/ 存在0( 或消亡) 。单元生死选 项就用于在这 种情况下杀死或重新激 活选择的单 元。可以在大多数静态和非线性瞬态分析中使用单 元生死功能[ 5] 。
要产生/ 单元死0的效果, ANSYS 程序并不是将 / 杀死0 的单元从模型中删除, 而是将其刚度( 或传 导,或其他分析特性) 矩阵乘以一个很小的因子 [ EST IF] 。因子缺省值为 1. 0E - 6, 也可以赋为其 他数值。死单元的单元载荷将为 0, 从而不对载荷 向量生效。同样, 死单元的质量, 阻尼, 比热和其他 类似效果也设为 0 值。死单元的质量和能量将不包 括在模型求解结果中。单元的应变在/ 杀死0的同时 也将设为 0[ 5] 。
ANSYS Simulation of the Blasting Process by Gradual Disintegration
CH EN Bao-x i n, DENG Mi , QIA N H u ( School of Resource and Environment Engineering, Wuhan Universit y of T echnology, Wuhan 430070, China)
基于LS-DYNA的砖烟囱爆破拆除模拟研究
Ｙ ａ—ａｇ，Ｕ ｉｎ—ｏＦ Ｎ ｅ ａ ＥＨ ｉ ｎ Ｘ ＥＪ ｇ ｂ ，Ａ ＧＺ － ｗ ａ ｆ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｅｏ ｒｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｎｖｒｉ ｆ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｓｕｃｓａ ｄＥ ｖ ｍｅｔ ｎｉ ｅ ｎ ， ｈ ｎＵ ｉｅｓｙｏ Ｒ ｏ ｒ ｌ ｎ ｉ ｔ
关键词 ： 爆破 拆除 ； 砖 烟 囱； 数值 模拟 ； Ｌ ． Ｙ Ａ； 高耸建筑物 ＳＤ Ｎ
中图分类号 ： Ｔ ３ ．７ Ｄ２ ５ ４
文献标识码 ： Ａ
Ｎｕ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａ ｉｎ ｏ ｉｃ ｉ ｎ ｙ Ｂｌ ｓｉ ｇ ｍ ｒｃ ｌＳ ｍ ｌ ｔｏ ｆＢｒ ｋ Ｃｈ ｍ ｅ ａ ｔｎ
来模拟砖烟 囱的爆破拆除倒塌过程 。模 拟 了砖 烟 囱单 向倒 塌过程 中倒塌倾 角与历 时的 变化 关 系、 倒塌 触地
长度随 时间的变化情况 、 烟 囱倒 塌过程 中的筒体应 力分布 等 ， 模拟结 果与 实际相吻 合。通过模 拟分析 ， 砖 且 可知砖烟 囱在倒 塌过程 中的一 些特 有的 变化过 程 ， 而在设计 中对某 些细节问题加 以重视 。可见， 从 对砖烟 囱 爆破 拆除进行数值模 拟 ， 对具 体工程具有 一定的 实际指 导意义和帮助作 用， 同时对拆 除爆破科 学研 究的发展 也有一定的推动 作用 。
维普资讯
第２ 卷 ５
第 ２期
爆
破
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ ２ １２ ．
２０ ０ ８年 ６月
ＢＬＡＳＩ Ｇ １
Ｊｎ ２ ０ ｕ ．０ ８
文 章编 号 ： ０ — ８Ｘ ２０ ）２ ０３ — ４ １ １ ４７ （０８ ０ — ０９ ０ ０
露天爆破LS—DYNA数值模拟分析
露天爆破LS—DYNA数值模拟分析作者：张世琛来源：《科技风》2016年第03期摘要：爆破是露天矿山开采的主要手段之一，影响爆破效果的因素主要有岩石特性、炸药特性、药包起爆位置以及爆破参数等。
根据岩石爆破机理并借鉴某矿山工程实况参数，利用LS-DYNA软件模拟并研究了现爆破参数的选取对易出现大块部位的应力的影响。
模拟结果表明：模拟结果与工程实际结果相吻合，软件模拟对工程实践具有指导性作用。
关键词：爆破工程；深孔爆破；LS-DYNA；数值模拟[中图分类号]TD235[文献标志码]A深孔台阶爆破是目前露天矿山开采的主要手段之一，合理的爆破参数可以方便后续的开采和运输工作。
因爆破开采工程大不便频繁试验爆破参数，因此可运用软件模拟得到最优参数。
张等[1]采用LS-DYNA软件模拟起爆方式对爆破结果的影响。
余等[2]通过模拟得出孔径与孔网参数适应时爆破效果最好的结果。
周等[3]针对台阶爆破不同起爆方式利用LS-DYNA软件进行了模拟研究。
此类研究表明运用LS-DYNA软件模拟矿山爆破的可行性和有效性。
因此，采用LS-DYNA软件进行模拟，模拟的结果对工程实践具有指导意义。
本文针对某矿山开采大块较多的问题，根据实际工程的爆破参数进行了LS-DYNA软件模拟。
对比结果表明：LS-DYNA软件可以准确的模拟出工程实况，模拟结果与工程实际结果相吻合，模拟结果对今后的工程实践有指导意义。
1.问题分析1.1大块产生部位及原因根据工程实践可知，露天矿山深孔爆破大块一般产生的位置主要在台阶顶部和坡面、底部以及地质条件特殊的区段等，产生大块的原因主要分为以下两方面。
1.1.1爆破参数选取不合理一般来说，爆破参数主要包括炸药特性、岩石特性、超深、堵塞以及孔网参数等。
炸药与岩石不匹配通常会产生很多大块与根底。
堵塞过大，由于台阶上部表面岩石得不到足够炸药能量而使其不能充分破碎；堵塞过小，由于爆轰产物提前逸出严重甚至会出现冲炮。
孔网参数不合理，由于炸药能量分布不均匀，岩石得不到充分破碎，在孔与孔之间会出现大块。
LS-DYNA在工程结构抗爆中的应用
一个有力的计算工具和理论基础。 # 结 语 #$ % &’() 程 序 在 处 理 爆 炸 荷 载 有 很 大 的 优 势， 它只需将炸药定义为炸药单元 （ ! 5)6 % 7897 % ， 采用 #0@A0/@B 或 :CDBA 方法模 :;1#<$8=: % >?-(） 拟炸药爆炸过程， 能够比较方便地确定结构内力和
!
前
言
"?"
多物质流固耦合方法 采用流固耦合算法来描述爆炸过程。此时， 对
8! 7 9:;< 程 序 系 列 于 .564 年 由 美 国 劳 伦 斯 ・ 利弗莫尔国家研究所的 A ? B? C&))D%"EF 博士主持 开发并完成， 起初目的是为武器设计提供分析工具。 后经 .565， .5@.， .5@0， .5@4， .5@6， .5@@ 年版本的功 能扩充和改进， 该程序已成为著名的非线性动力分 析软件， 在武器结构设计、 制造业、 军用和民用建筑 业等有着广泛的应用。 （大 8! 7 9:;< 程序是功能齐全的几何非线性 位移、 大转动和大应变） 、 材料非线性 （ .21 多种材料 动态模型） 和接触非线性 （-1 多种接触类型） 程序。 它以 8&+G&’+, 算法为主， 兼有 <8H 和 H%),G 算法； 以 显示求解为主， 兼有隐式求解功能； 以结构分析为 主， 兼有热分析、 流体 7 结构耦合功能； 以非线性动 力分析为主， 兼有静力分析功能 （如动力分析前的预 应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算） ； 军用和民 用相结合的通用结构分析非线性有限元程序
掷和坍落方向， 爆破公害等， 才能使拆除爆破工程获 得成功。 #$ % &’() 给爆破设计提供了一个有力的 计算工具， 它能较准确地模拟炸药爆炸对结构的破 坏。因此， 在 爆 破 设 计 中， #$ % &’() 有 着 重 要 用 途。 ! #$ " &’() 在工程结构抗爆设计中的应用 近几十年内， 国际社会有些动荡不安， 局部战争
LS-DYNA爆炸模块计算算法概述
LS-DYNA 爆炸模块计算算法概述Dengguide for Simwe 2009-3-18LS-DYNA 是世界最著名的显式非线性动力学计算程序，广泛应用于冲击侵彻、高速碰撞、金属成形等固体结构非线性动力学分析。
近年来，LS-DYNA 中加入了爆炸流场计算功能，可以用于计算爆炸容器的内部爆炸流场和壁面爆炸载荷。
1.1.1 爆轰模型炸药的起爆和爆炸过程是一种快速的化学反应过程，对于该过程的描述，主要存在CJ 模型和ZND 模型两种。
LS-DYNA 中包含两种炸药爆轰模型：高能燃烧模型和点火生成模型，前者属于CJ 模型，后者属于ZND 模型。
点火生成模型需要输入炸药反应率方程参数和未反应炸药的JWL 方程参数，对于大多数炸药来说这些参数缺乏足够的试验数据支撑，而工程中使用CJ 模型就足够了，因此下面主要介绍高能燃烧模型。
高能燃烧模型根据炸药上各点距起爆点的距离和炸药爆速来确定每点的起爆时间，如某个炸药单元中心离起爆点位置的距离为i r ，炸药爆速为D ，则该单元起爆时间/i i t r D =，如果存在多个起爆点，各单元起爆时间按照最近起爆点距离计算。
该模型定义爆炸产物压力P [166]：(,)s P FP V E = (0.1)其中s P 是依据产物状态方程计算得到的压力，F 为燃烧系数： min0,,1.5/i i i t t F t t t t L D ≤⎧⎪=>−⎨⎪⎩ (0.2) 其中min L 为单元最小特征尺寸。
当上式计算的F 值大于1时，将F 值设置为1，使01F ≤≤。
从式(0.2)可以看出，爆轰波到达前F 为零，炸药单元压力为零；当爆轰波经过很短时间后，F 迅速增大为1，爆炸产物压力几乎瞬间从零增大到s P 。
1.1.2 运动方程流体运动方程的描述，按照所采用的坐标系可以分为拉格朗日方法和欧拉方法两大类。
拉格朗日方法在物质域内求解流体运动方程，坐标系固定在物质上并跟随物质一起运动和变形，因此也被称为物质描述；欧拉方法在空间域内求解流体运动方程，坐标系固定在空间不动，物质在计算网格之间流动，因此也称为空间描述。
LS-DYNA爆炸模块计算算法概述
LS-DYNA 爆炸模块计算算法概述Dengguide for Simwe 2009-3-18LS-DYNA 是世界最著名的显式非线性动力学计算程序，广泛应用于冲击侵彻、高速碰撞、金属成形等固体结构非线性动力学分析。
近年来，LS-DYNA 中加入了爆炸流场计算功能，可以用于计算爆炸容器的内部爆炸流场和壁面爆炸载荷。
1.1.1 爆轰模型炸药的起爆和爆炸过程是一种快速的化学反应过程，对于该过程的描述，主要存在CJ 模型和ZND 模型两种。
LS-DYNA 中包含两种炸药爆轰模型：高能燃烧模型和点火生成模型，前者属于CJ 模型，后者属于ZND 模型。
点火生成模型需要输入炸药反应率方程参数和未反应炸药的JWL 方程参数，对于大多数炸药来说这些参数缺乏足够的试验数据支撑，而工程中使用CJ 模型就足够了，因此下面主要介绍高能燃烧模型。
高能燃烧模型根据炸药上各点距起爆点的距离和炸药爆速来确定每点的起爆时间，如某个炸药单元中心离起爆点位置的距离为i r ，炸药爆速为D ，则该单元起爆时间/i i t r D =，如果存在多个起爆点，各单元起爆时间按照最近起爆点距离计算。
该模型定义爆炸产物压力P [166]：(,)s P FP V E = (0.1)其中s P 是依据产物状态方程计算得到的压力，F 为燃烧系数： min0,,1.5/i i i t t F t t t t L D ≤⎧⎪=>−⎨⎪⎩ (0.2) 其中min L 为单元最小特征尺寸。
当上式计算的F 值大于1时，将F 值设置为1，使01F ≤≤。
从式(0.2)可以看出，爆轰波到达前F 为零，炸药单元压力为零；当爆轰波经过很短时间后，F 迅速增大为1，爆炸产物压力几乎瞬间从零增大到s P 。
1.1.2 运动方程流体运动方程的描述，按照所采用的坐标系可以分为拉格朗日方法和欧拉方法两大类。
拉格朗日方法在物质域内求解流体运动方程，坐标系固定在物质上并跟随物质一起运动和变形，因此也被称为物质描述；欧拉方法在空间域内求解流体运动方程，坐标系固定在空间不动，物质在计算网格之间流动，因此也称为空间描述。
LSDYNA动力学分析炸药在土中爆炸GUI及APDL例子
第九章LS-DYNA动力学分析第四节LS-DYNA范例解析——炸药在土壤内部爆炸分析1．问题描述如图9-1所示，条形炸药设置在混凝土板下方一定距离处的土壤介质中，引爆炸药，试分析条形炸药爆炸后土壤的鼓包运动及混凝土板的运动过程。
图9-1炸药与混凝土板的位置示意图2．建模数值模型由炸药、土壤层、空气和混凝土板4部分组成，其中炸药、土壤和空气3种材料采用欧拉网格建模，单元使用多物质ALE算法，混凝土板采用拉格朗日网格建模，混凝土板与空气和土壤材料间采用耦合算法。
由于是条形炸药，在中心线起爆条件下，不考虑端部效应时，可以将模型简化成平面对称问题。
为了方便建模，采用单层实体网格建模。
数值模型采用cm-g-?s单位制，具体模型尺寸见图9-2所示。
3．分析步骤（1）进入ANSYS界面1）启动ANSYS，弹出ANSYS12.0 Launcher窗口。
2）在Launcher对话框的Simulation Environment下拉列表框中选择ANSYS，在License下拉列表框中选择ANSYS/LS-DYNA。
图9-2模型尺寸图/mm3）在对话框的Working Directory文本框中输入E:\explosion_undergro-und作为工作目录（假设工作目录为E盘），在Job Name文本框中输入explosion_underground作为工作文件名，其他选项用默认值。
单击Run按钮，运行ANSYS程序，进入ANSYS的操作界面。
（2）选择单元类型1）选择菜单Main Menu：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框。
2）单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框，在Library of Element Types下拉列表中选择LS-DYNA Explicit和3D SOLID164，单击OK按钮关闭对话框。
应用ls-dyna3d进行爆炸分析三种模型对比分析_secret
应用LS-DYNA3D进行爆炸分析xxxxxx0 概述爆炸过程的模拟一共有三种方式：1. 炸药单元使用8节点实体单元（Lagrange）模拟，炸药单元与被爆炸单元之间共用节点。
该方法计算速度最快。
同时，即使接触单元已经发生破裂，仍然可以继续计算。
这是因为：dyna中，单元失效（eliminating brick element）是通过将失效单元的刚度（弹性模量）设置成“0”实现的。
单元节点还继续存在（这一点可以从单元失效后单元应变＝0，而节点位移仍然存在得到证明），因此还可以继续计算。
该方法的劣势在于，当爆炸单元变形较大时，将会引起被爆炸单元的大变形，同时由于采用了共用节点，限制了爆炸单元的滑移变形，引起附加的虚假滑移刚度。
这可能会对计算结果产生一定影响。
2. 炸药单元使用8节点实体单元（Lagrange）模拟，炸药单元与被爆炸单元之间使用接触。
可以采用的接触类型有：●*CONTACT_SLIDING_ONLY●*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE●*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE其中，SLIDING要求定义SEGMENT接触，而另外两者可以采用SEGMENT 也可以采用Part或者Part Set。
通过定义接触模拟爆炸的主要问题在于，计算有时会因为接触的计算而不收敛，通常表现为网格单元的突然膨胀，计算过程突然中止而不提示任何错误与警告信息等等。
产生这种情况的原因有很多，如错误或不恰当的输入、网格的疏密、单位制匹配、各种参数的选取等（有时默认值不一定是最好的）。
网格畸变过大等原因也会对接触的计算产生影响。
从计算过程的维持来看，显然共用节点方法更加鲁棒，即使网格畸变很大仍然可以继续进行计算，当然此时的计算精度就很难保证了。
3. ALE技术，即爆炸单元采用Euler或ALE单元，被爆炸物采用Lagrange单元，两种网格之间通过定义耦合实现爆炸过程模拟。
基于ANSYS-LS-DYNA软件的配筋砌块墙体爆炸数值模拟共3篇
基于ANSYS-LS-DYNA软件的配筋砌块墙体爆炸数值模拟共3篇基于ANSYS/LS-DYNA软件的配筋砌块墙体爆炸数值模拟1一、砌块墙体介绍砌块墙体是建筑结构中相当普及的一种墙体结构，其由一定数量的砌块组成，具有优良的稳定性和承重性能。
砌块墙体一般由石材、砖块、混凝土制成，其中混凝土砌块墙体是目前应用最广泛的一种，其具有优良的吸能能力和持久性。
二、配筋砌块墙体概述配筋砌块墙体是在传统的砌块墙体基础上加入了钢筋骨架，从而提高其承载能力和抗震能力。
配筋砌块墙体一般按照“墙板+钢筋骨架+填充材料”三重结构进行设计，其填充材料一般采用轻质聚合物材料，并在填充过程中注入骨料混凝土，从而使得整个墙体结构更为牢固。
三、ANSYS/LS-DYNA软件介绍ANSYS/LS-DYNA是一款强大的数值分析软件，主要用于模拟爆炸、碰撞、冲击等高速动态过程中物体之间的相互作用，并可以预测物体的应力、应变、破坏等参数。
其广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑结构设计等领域。
四、配筋砌块墙体爆炸数值模拟1. 引入模型将ANSYS/LS-DYNA软件中的配筋砌块墙体模型引入并进行重建，将其分为三层结构，即“墙板、钢筋骨架和填充材料”。
由于配筋砌块墙体的设计结构比较复杂，因此其重建过程需要精确计算每一层结构的参数，从而保证模拟结果的准确性。
2. 定义材料模型由于配筋砌块墙体具有复合材料的设计结构，因此需要对其各层结构分别定义不同的材料模型。
具体来说，墙板可以使用混凝土模型；钢筋骨架可以使用弹塑性模型；填充材料可以使用塑性模型。
3. 应用边界条件为了保证模拟过程的真实性和可靠性，需要给配筋砌块墙体应用初始边界条件。
一般来说，可将其放置在一个开放空间中，并使用一定数量的钢筋和混凝土材料进行支撑。
4. 进行数值模拟在进行数值模拟之前，需要设置好所使用的计算工具和计算条件，例如时间尺度、采样速率等。
在模拟过程中，将使用爆炸初始条件作为输入，此时可以使用ANSYS/LS-DYNA软件内部的动力学分析工具进行模拟分析。
爆炸中应力波理论分析及数值模拟
爆炸中应力波理论分析及数值模拟摘要：利用质量守恒定理以及动量守恒原理，对爆炸过程进行分析，推导出应力波在爆炸过程中的传播规律：应力波的幅值，波形和传播速度都会随着介质到重要中心的距离的变化而改变，并且呈现衰减趋势。
并用ANSYS模拟球形装药的应力波传播，对上述传播规律进行说明。
关键词：爆炸应力波数值模拟The Theoretical Analysis and Numerical Modeling ofExplosive Stress WaveAbstract:Analysis explosion process with the law of the law of conservation of energy and the law of conservation of mass.Propagation rule of stress wave in the explosion process is deduced.The rule suggests amplitude,waveform and wave velocity all change along with the change of media’s distance to the center of the explosion,and show a trend of attenuation. Simulate stress wave of spherical charge by ANSYS and prove the rule mentioned above.Keywords: Explosion , Stress Wave,Numerical modeling 爆炸时炸药会突然在物理和化学性质上发生巨大变化，同时伴随着巨大能量的释放，在爆炸冲击波向外传播是对周围介质进行作用，所以能够认为是应力波在介质中传播的过程。
随着介质中质点距离爆炸中心的距离的不同，应力波呈现出不同的特性，在炸药中传播的是爆轰波，附近介质中为冲击波，随距离增大变为塑性波和弹性波。
数值模拟在爆破拆除中的应用
ｓｕｔ ｉ ｔｋｎａ ｌｅａ ｐｅ ｏ ｐｙｎ Ｂ Ｑ Ｓ Ｅ ｐ ｃ ｕ ｅ ｃｌ ｉｕａｉ ｓ ｍ ｔ ｔｅ ｏｌ ｓ ｏｒ ｔ ｃ ￣ ｓ ａｅ ８ａ ｘｍ ｌ ｒ ｐ ｌ ｇＡ Ａ Ｕ ／ ｘｌ ｉｎ ｍ ｒ ａ ｓ ｌｔ ｎｓ ｔ ｌ ｐｅｃｕｓ ｏ ＿ ａ ｒ ｌ ｆ ａ ｉ ｉｔ ｉ ｍ ｏ ｙ ｅ ｏｈ ｃ ａ ｅｆ
收稿 日期 ：０６一 ３—１ ． ２０ Ｏ Ｏ 作者简介： 余业清（ ９ ０ ， ； １８ 一） 男 武汉 ： 武汉科技 大学理学 院硕士生
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第２ ３卷 第 ２期
余业清
等
数值模拟在爆破拆 除中的应 用
对于构件在倒塌过程 中的破坏情况 ， 可首先运 Ｋ ｒｓ ａｓ ｎ和 Ｐ ｕ Ｓｒ ｓｎ 立， ｌｏ ａｌ ｏ ｎｅ 创 ｅ 是一套先进 的通用 用有限元法计算结构中构件的内力分布 ， 即弯矩、 轴 有限元系统 ， 也是功能最强的有限元软件之一 ， 可以 力、 剪力的分布 ； 并计算 结构 中各构 件的极限承载 分析复杂的固体力学 和结构力学系统 ， 特别是能够 力， 即构件抵抗弯矩 、 抗压 、 剪切破坏的能力 ； 依据计 驾驭非常庞大复杂 的问题 和模拟高度非线性问题。 算结果 ， 判断整体结构是否失稳 ， 即在前段计算结果 鉴 于 框 架 结 构 三 维 模 型 的 复 杂 性 ， 虑 选 用 考 的基础上 ， 分析结构 的几何构造 ， 确定结构是否失稳 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ有 限元 分 析软 件 。Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ不但 可 以做单 并进一步模拟结构中各构件的解体情况 。 零件的力学和多物理场 的分析， 同时还 可以做系 对于建筑物 的触地冲击解体的破坏情况 ， 由于 统级 的分析 和研究 。优 秀的分 析 能力 和模 拟复 杂系 其力学本质非常复杂 ， 目前没有成熟 的理论计算方 统 的可靠 性 ， 使得 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ被各 国 的工 业 和研 究机 法 。统计资料表 明， 要使建筑物落地后充分解体 ， 须 构 广 泛 采 用 。 Ａ Ａ Ｕ 有 ２个 主 要 分 析 模 块 ： ＢＱ Ｓ 有一定的落地速度。对预制件 、 砖结构 ， 此速度约为 Ａ Ａ ｕ ／ ｔ ｄｒ Ｂ Ｑ ｓｓａ ａ ｎ ｄ提供了通用 的分析能力 ， 如应力 ６ｍ ｓ对一般现制排架结构 ， ／ ； 约为 ８ｍ ｓ刚架或较 ／； 和变性 、 热交换 、 质量传 递等 ； Ｂ Ｑ ＳＥ ｐ ｃ 应 Ａ Ａ Ｕ ／ ｘｌｉ ｉｔ 强 的排架 结 构 ， 在 １ ／ 须 ０ｍ ｓ以上 。 实 际 模 拟 过 程 用 于对 时间进 行显 式 积 分 求 解 动 力学 方 程 ， 为处 理 中， 若结构触地时达到了使其充分解体的速度 ， 则可 复杂 接触 问题 提 供 了有 力 的 工具 ， 主要 是 用来 求 解 将结构转化为多刚体系统 ， 以模拟结构 的触地冲击 诸如碰撞、 跌落、 爆炸这样的高速动力学问题 。另外 解体及随后的堆积过程 。 Ｊ 它对非线性瞬变动态现象和一些非线性准静态模拟 ２２ 建 筑物倒 塌运 动过 程模 拟 ． 也有 较好 的适 用 性 ， 而这 些 问题 如 果应 用 Ａ Ａ Ｕ ／ Ｂ Ｑ Ｓ 结构失稳后 ， 结构 中形成了许多破坏点 ， 结构可 Ｓ ｎａ ｔ ｄｒ 会 存 在 严 重 的 收 敛 性 问题 。鉴 于 ａ ｄ时 】 看作由许多不连续块体组成 的块体系统 ， 结构将发 Ｂ Ｑ ＳＥｐｃ ｉｔ 生变形倾倒运动。块体 主要受重力和初速度控制 ， Ａ Ａ Ｕ ／ ｘｌｉ有限元系统对本次模拟模型的实 这种系统很难用连续介质力学来模拟 ， 而可采用运 用性决定采用它对本实例进行模拟分析。
城市高架桥爆破拆除数值模拟研究
城市高架桥爆破拆除数值模拟研究宋歌;龙源;纪冲;张宇;高福银【摘要】许多城市高架桥因满足不了城市发展的要求而需要拆除,同时,高架桥爆破拆除工程中对地铁隧道、地下管线保护是重要的防护内容之一.南京市汉中门高架桥爆破的工程实例中,考虑到对14#墩柱下方地铁隧道的保护,采取微差爆破,由14#墩柱向两侧的墩柱依次爆破使桥体顺序塌落;进而利用ANSYS/LS-DYNA软件对采用顺序爆破的高架桥塌落过程进行了数值模拟,桥体实现了顺序塌落,桥体触地后发生局部破碎,与实际爆破效果相符.有限元法软件能够很好的模拟高架桥爆破拆除的塌落过程,为高架桥等建筑物的爆破拆除工程提供了理论依据和技术支持.【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2013(030)004【总页数】5页(P108-112)【关键词】数值模拟;爆破拆除;LS-DYNA;高架桥;塌落【作者】宋歌;龙源;纪冲;张宇;高福银【作者单位】解放军理工大学野战工程学院,南京210007;解放军理工大学野战工程学院,南京210007;解放军理工大学野战工程学院,南京210007;解放军理工大学野战工程学院,南京210007;解放军理工大学野战工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TU746.5随着社会经济的发展，城市人口、交通、工业等各项事业不断提高，原有的如高架桥、建筑物等城市基础设施已经无法满足现今城市发展的要求，大量的高架桥需要拆除、改建。
利用爆破技术对大型的复杂的高架桥进行拆除，是常见的有效的方式。
同时，在城市中进行爆破拆除，其周边复杂的环境也对爆破拆除产生的次生危害提出了更高的要求。
其中，对地下管道、地铁隧道等设施的保护突显重要。
以高架桥爆破拆除工程为基础，利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对采取顺序爆破的高架桥塌落过程进行数值模拟，分析研究了桥体塌落着地的过程及桥体局部的破碎情况，并与实际爆破的情况作对比，为爆破设计和研究提供了理论和技术上的支持。
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应用LS-DYNA进行拆除爆破数值模拟论述
发表时间：2019-09-11T14:59:32.423Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：闫振伟李宝杰赵德龙
[导读] 摘要：在建筑物拆除爆破领域应用计算机数值模拟技术，不但可以了解建筑物爆破之后的结果，而且可以实现爆破过程的可视化，从而细致地分析建筑物爆破过程的发展规律。
山东科技大学山东青岛 266590
摘要：在建筑物拆除爆破领域应用计算机数值模拟技术，不但可以了解建筑物爆破之后的结果，而且可以实现爆破过程的可视化，从而细致地分析建筑物爆破过程的发展规律。
同时，将模拟结果中反映的信息对已完成的爆破设计方案予以反馈，为优化建筑物拆除爆破设计提供依据，如此可以有效减少甚至避免爆破事故的发生，因而数值模拟技术在建筑物拆除爆破领域中具有重要的工程应用价值。
本文介绍了应用LS-DYNA进行拆除爆破数值模拟并详细论述了其应用的整体流程：ANSYS前处理，k文件的修改及运算，LS-PrePost后处理。
并基于LS-DYNA在拆除爆破领域的应用现状对拆除爆破数值模拟技术的进一步发展进行了展望。
关键词：拆除爆破；数值模拟；LS-DYNA
引言
在城市改建、改造过程中，拆除爆破凭借速度快、效率高的特点受到重视，并在拆除市场占据重要的位置。
在国内，建筑物，尤其是高层建筑物的拆除，采用的主要是爆破技术。
面对日益增长的市场需求量，城市拆除爆破技术的工程实践的安全性及其相关理论研究越来越受到人们的重视。
目前，拆除爆破的相关理论研究进展还不能满足工程实践的需要，主要因为工程结构体量大、体系复杂、爆破有害效应预测与控制困难，拆除爆破工作具有高度复杂性。
近年来，数值计算研究和计算机技术两者都得到了长足的发展，将两者结合的计算机数值模拟技术在科研领域和工程领域都得到广泛应用。
在建筑物拆除爆破领域中，计算机数值模拟技术也逐渐得到应用，数值模拟所得结果不仅使得爆破工程各方参与人员在爆破伊始就可以了解建筑物爆破之后的爆堆形态、前冲距离等其他重要控制参数，而且使得爆破过程可视化，从而反复研究建筑物的爆破规律。
同时，将模拟结果中反映的信息对已完成的爆破设计方案予以反馈，为优化建筑物拆除爆破设计提供依据，如此可以有效减少甚至避免爆破事故的发生，因而数值模拟技术在建筑物拆除爆破领域中具有重要的工程应用价值。
如此，目前在拆除爆破领域广泛采用LS-DYNA进行数值模拟。
1 LS-DYNA的功能特点及应用
LS-DYNA是世界上领先的显示动力分析有限元软件，它基于拉格朗日算法，同时具有ALE和欧拉算法，可以精准的处理各种高度非线性问题，如爆炸问题分析、流体分析、多刚体动力学分析、钣金成型分析等。
20世纪90年代中后期中国引入LS-DYNA，其在相关领域迅速得到广泛应用，并直接促进了相关领域的长足发展，现如今LS-DYNA已经成为国内科研人员和工程人员开展数值实验的有力工具。
显示动力有限元方法能够模拟各种复杂几何非线性、材料非线性和接触非线性问题，极其适合分析各类高速非线性的复杂力学过程，如爆破与冲击、结构碰撞等问题。
LS-DYNA作为显式动力学程序的集大成者，在各类高速非线性的复杂力学分析领域中仍然无出其右者。
因此，本文主要论述显示动力软件LS-DYNA在拆除爆破中的应用。
2 ANSYS/LS-DYNA进行拆除爆破数值模拟应用概述
ANSYS/LS-DYNA将显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA和ANSYS的前处理器PREP7连成一体。
其中，ANSYS具有强大的前处理功能，使用者不仅可以利用ANSYS进行有限元建模，而且可以使用CAD软件进行有限元建模，这得益于ANSYS与CAD软件的紧密匹配，即使用CAD软件进行拆除结构建模设计后，可以导入ANSYS中生成有限元网格并进行相应计算。
如果所得结果不符合设计的要求或误差超过允许的范围则可以重新进行建模设计与计算，直到结果符合要求为止，从而极大程度上提高了数值模拟的水平和效率。
LS-DYNA中的显式算法能快速求解短时间、动态、大变形准静态问题和复杂的多重非线性接触碰撞问题。
将ANSYS前处理功能和LS-DYNA的非线性动力分析功能相结合，使得原来纷繁复杂且不易修改的模拟变的简单易行。
另外，对于后处理建议使用LS-PrePost软件。
LS-PrePost软件是可以和LS-DYNA求解器结合的专业后处理软件，可以处理结构倒塌过程的大变形、接触与碰撞、构件断裂等多维非线性问题，并且能够直观的呈现结构倒塌过程的动态图像。
以下主要针对LS-DYNA在拆除爆破结构倒塌过程中的应用，详细论述从数值模型建立到分析数据提取的全过程。
2.1ANSYS/ LS-DYNA前处理概述
ANSYS并非LS-DYNA的唯一前处理器，但因为功能强大而被科研和工程领域广泛应用。
ANSYS前处理需要设置Preference选项（选择Main Menu>Preference命令，在弹出的Preference for GUI Filtering对话框中激活Structural LS-DYNA Explicit 单选钮，这样在后续的分析过程中ANSYS菜单非显式动力分析的部分被完全过滤掉）。
其应用的详细步骤如下表述。
第一，确定单元类型，根据建立模型的情况，分析爆破过程，确定所需要的单元类型；第二，定义材料模型，对不同的材料，选择相应的材料模型。
对于炸药、空气等材料可用空材料模型暂时代替，然后在后期K文件修改添加；第三，建立模型和划分网格，通过ANSYS-APDL按照一定的比例建立模型，建立几何模型之后划分网格，网格要求尽量满足整齐划一方便后期运算；第四，施加约束，对划分网格后的模型施加相应的位移约束，通过固定其不同方向的位移模拟实际约束情况；第五，确定边界条件，当模型尺寸较大且具有轴对称形状时，通过增加对称面约束而减小模型的计算量。
必要时还需要对一些边界做透射处理；第六，生成k文件，选择所有模型数据，包括几何体、材料参数、单元类型参数以及约束等，生成输入文件（k）文件。
2.2 LS-DYNA输入文件（k）文件
LS-DYNA通过输入关键字（Key word）的方式，使得输入数据的组织更加简便合理，如此更加方便用户阅读和修改。
每一个关键字后紧跟一个数据块，组成一个数据组，也称为数据卡，每一个数据组有其特定的输入。
目前，我们主要需要修改与添加的关键字有如下几种：*MAT（材料关键字，主要修改前期未添加参数的材料模型，以及替换更加合适的材料模型）、*EOS（状态方程关键字，主要修改空气以及炸药模型的状态方程，包括其爆炸压力的变化）、*PART（PART关键字，主要定义相同材料的模型为同一PART组，方便接触运算）、*CONTRACT（接触关键字，主要添加与修改不同的实体接触方式，包括体与面的接触，以及面与面接触参数的添加）、*CONTROL（控制关键字，主要添加运算时间步、以及计算终止时间、能量控制等参数）。
对K文件进行编辑和修改，建议使用UltraEdit软件。
UltraEdit软件是一个功能强大的文本编辑器，它支持多种格式，拥有强大的搜索替换功能。
在文本编辑方面，UltraEdit软件可以自动存盘，无限制还原等功能。
2.3 LS-DYNA后处理概述
一般地，LS-DYNA后处理在显式动态分析中，所需查看的均为动画结果和时间历程结果。
对于后处理建议使用LS-PrePost软件。
LS-PrePost软件是可以和LS-DYNA求解器结合的专业后处理软件，操作简单，功能强大。
LS-PREPOST软件分为主菜单区、图形控制区、命令输入区、动画播放控制台四大部分。
单机主菜单区的相应按钮，会在主菜单区域下面的动态区域弹出对应的功能操作界面。
LS-PrePost软件可以处理拆除爆破结构倒塌过程的大变形、接触与碰撞、构建断裂等多维非线性问题，并且能够直观的呈现结构倒塌过程的动态图像。
3.发展趋势
随着经济社会的发展，人们安全意识和环境意识都得到提高，由此也对爆破拆除技术的安全性和环保性等方面提出了更高的要求，建筑物拆除爆破仅仅依靠经验来操作的时代已经过去了。
建筑物拆除爆破数值模拟技术是适应当前城市建筑拆除爆破行业发展的新技术，这项新技术凭借先进的计算机技术，构造优良的可视化图形模拟系统，使得我们对建筑物拆除爆破中存在的复杂力学机理的本质加深了一定程度的了解。
对拆除爆破中结构倒塌过程进行全面的模拟，将收集到的信息反馈给爆破设计，并以此对爆破设计方案进行优化，如此可以有效减少甚至避免爆破事故的发生，因而拆除爆破数值模拟技术具有重要的工程应用价值和广阔的发展空间。
参考文献：
[1]谢先启，刘军，贾永胜，孙金山.拆除爆破数值模拟研究进展[J].中国工程科学，2014，16（11）：20-27.
[2]林红.基于LS-DYNA的结构连续倒塌过程数值模拟[A].中国建设科技集团股份有限公司、东南大学、《建筑结构》杂志社.第五届建筑结构抗震技术国际会议论文集[C].中国建设科技集团股份有限公司、东南大学、《建筑结构》杂志社：《建筑结构》编辑部，2016：4.。