SHPB数值模拟GUI操作指南

2.Run——运行

3.Preferences，对话框中选择LS-DYNA，OK。

4.添加3D Solid1单元。

5.添加材料模型。

Preprocesser>Material Props>Material Models，弹出Define Material Model Behavoir对话框，在对话框中选择LS-DYNA>Linear>Elastic>Isotropic，在弹出的对话框中分别输入密度、弹性模量和泊松比。

定义第二种材料模型：在Define Material Model Behavoir对话框中单击Material>New Model…在弹出的对话框中填2，OK关闭对话框。

定义材料2，同材料1，弹性。LS-DYNA>Linear>Elastic>Isotropic

定义材料3，在Define Material Model Behavoir对话框中单击Material>New Model…在弹出的对话框中填3，点击LS-DYNA>Equation of State>Gruneisen>Johnson-Cook，弹出对话框，设置密度为7.9，随后点击OK关闭对话框。其他参数在后面的K文件中添加。

6.建模。

Preprocesser>Modeling>Creat>Volumes>Sylinder>By Dimensions，弹出Creat Cylinder by Dimensions对话框。依次建立子弹、入射杆、试样、和透射杆模型。本文设置子弹、压杆和试样直径均为30mm，弹长20cm，入射杆长100cm，试样长2cm，透射杆长80cm。文中所使用的单位系统是cm-g-μs(长度/重量/时间)。因系统为对称结构，建立1/4模型。

1/4模型如下图，

亦可先建立面，然后拉伸得到模型，总之建模方法各异。

Preprocesser>Modeling>Creat>Areas>Circle>By Dimensions，输入图中数据，得到1/4圆。

Preprocesser>Modeling>Operate>Extrude>Areas>Along Normal，弹出Extrude Area by Norm对话框，选中1/4圆，单击OK。

弹出Extrude Area along Normal对话框，分别选中各面，得到子弹、压杆和试样。

Apply，得到子弹。选中左下1/4圆，按入射杆尺寸拉伸。

试样，

透射杆，

完成后如下图，

7.分网。

Preprocesser>Meshing>Mesh Tool，

点击Lines右侧的Set按钮，选中每个1/4圆的三条边共15条线。单击OK，弹出Element Sizes on Picked Lines 对话框，设置每条线分为15段。

同样的方法将子弹长度方向上三条线都分为30段。入射杆分成150段，试样分为20段，透射杆分为120段。

点击Mesh Tool对话框中的Element Attributes下的Set按钮，设置网格属性，将子弹设置为先前定义好的弹性模型1，即mat1，随后点击OK。

在Mesh Tool对话框中Shape区域选中Hex和Mapped，点击Mesh，随后选中子弹，单击OK。

同样的方法，设置为先前定义好的弹性模型2，即mat2，随后点击OK，再为压杆分网。同样的方法为试样选择为材料3，即Johnson-Cook模型，将其附给试样，并分网。

8.创建Part。

Preprocesser>LS-DYNA Options>Parts Options，弹出Parts Data Written for LS-DYNA对话框，选择Create all parts，单击OK。

9.定义接触。

Preprocesser>LS-DYNA Options>Contact>Define Contact，设置为单面、自动接触。其他参数设为默认。

10.施加约束。

LS-DYNA Options>Constraints>On Areas，弹出Apply U,ROT on Areas对话框，选中所有和x轴垂直的界面，点击OK，弹出Apply U,ROT on Areas对话框，将X向位移设置为0.

同理设置与Y轴垂直的界面位移为0。

11.设置子弹初始速度。

子弹是Part1，将初始速度附加给Part1。

LS-DYNA Options>Initial Velocity>w/Axial Rotate，弹出GenerateVelocity对话框，设置Z相速度为0.002，其余默认。

12.设置沙漏。

Solution>Analysis Options>Energy Options，弹出Energy Options对话框，全部设为On，确定。

13.设置粘性系数。

Solution>Analysis Options>Bulk Viscosity，设为1.0，确定。

14.设置计算时间，600微秒。

Solution>Time Controls>Solution Time

15.设置输出文件类型。

Solution> Output Controls>Output File Types

16.设置文件输出频率

Solution> Output Controls>File Output Freq>Time Step Size

17.输出K文件。

Solution>Write Jobname.k，单击OK。

18.关闭并保存ANSYS。

19.修改K文件。

在工作文件夹中找到file.k，找到里面的：$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$

$ MATERIAL DEFINITIONS $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$

将：

*MAT_JOHNSON_COOK

3 7.90 0.00 0.00 0.000000 0.000000

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00

$

*EOS_GRUNEISEN

3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00

改为：

*MAT_JOHNSON_COOK

3,7.80,0.77

7.9E-3,5.1E-3,0.27,0.015,1.05,1.8E+3,293,1.1E-6

0.47E-5,-9.0,3.0,0.0,0.78

0.00

$

*EOS_GRUNEISEN

3,0.47,1.49,0.00,0.00,2.15,0.455,0.0

1.00

保存K文件。

20.求解。

将APDL Product Launcher 设置为：

点击RUN，运行。机器开始计算：