充液圆柱壳轴向冲击屈曲的计算机仿真分析.pdfVIP

维普资讯 第 30卷 第 6期 太 原 理 工 丈 学 学 报 Vo{．30 No 6 1999年 l1月 JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITY OFTECHNOLOGY NOV．1999 文 章缩 号 1007—9432(1999)06—05550‘4 (!) 充液圆柱壳轴向冲击屈曲的计算机仿真分析 11。；o(6) 路国运。程堕二雷建平赵隆茂张善元0弓 一 栅 籼肭蜘蜥’ D 7 摘 要 利 用 太型 通用有 限元程 序 LS—DYNA，对 充满 水 的金属 薄壁 圆柱 壳轴 向冲 击屈 曲过 关麓词 克水田柱壳；兰 元浓因枉 固枉充 中田分 类号 0347．2 文献标识 码 A 0时刻的初始掏形 中，典型质点 x 的物质坐标为 O 引 言 (n一 1，2，3)在任意时刻现时构形 中，此质点的 圆柱壳常常是在内部充满液体介质的条件下工 空间坐标为 ．271(= 1，2，3)。典型质点的运动可表示 作的，充液圆柱壳在轴向冲击作用下的屈曲，是一个 为 ： 2．一 ．( ，2)． (1J 既有工程背景又有理论意义的课题 。由于冲击加载、 LSDYNA 基于动量守恒、能量平衡及质量守 固液耦合及有限变形等因素的影响，充液柱壳的冲 恒等基本定律建立场方程，引人面力边界条件、位移 击屈曲是一个极为复杂的非线性动力学过程，欲求 边 界条件、滑动接触面 间断条件后 ，便可得到 其解析解是极其困难的。目前对强动力载荷下的大 Galerkin法弱形式平衡方程 ： 变形问题分析，计算机仿真分析是个行之有效的途 径。LS—DYNA大型有限元软件具有求解强动载荷 BⅡ=I(Pt一 一 )dI；一 作用下冲击动力学问题 的功能，同时能处理固液耦 合作用。我们利用 LS—DYNA作为求解器 ，FEMB l( 一 6¨l 为前后处理系统 ，在HP—C360工作站上完成 了充液 5 圆柱壳轴向屈曲过程的数值模拟。计算中我们将金 I(ffon，一 ) dS=0． (!l J 属壳壁作为等向强化的弹塑性体，壳 中的水作为理 1 想流体 ，计及其体积的可压缩性，作为ALE(Arbi 其中， 是Cauchy应力张量，6为单位质量体积力． traryLagrangian—eulerian)单元处理 计算结果给出 t为面力载荷，为加速度矢量． 为给定的面力边 了撞击力、液压的时程曲线，并对屈曲模态的发展给 界，S。为接触边界。利用散度原理井