高速撞擊計算機中的兩種接觸算法改進及其應用研究.pdf

1、本文分析比較了分裂小球類接觸算法和自動接觸算法各自的特點，并將兩種算法嵌入了自編三維有限元沖擊動力學程序中。同時，在已有計算程序的基礎上，針對高速撞擊問題數值模擬的需要，添加了流體彈塑性本構模型、Johnson-cook本構模型和Gruneisson狀態(tài)方程計算模塊。數值模擬了彈塑性波在長桿中傳播和泰勒桿撞擊剛性墻等問題，考核了所用接觸算法、本構模型和計算程序的準確性和可靠性。數值模擬了薄壁結構相互撞擊的結構響應和長桿彈丸斜侵徹靶板等問

2、題，重點比較了兩種接觸算法的優(yōu)缺點和適用范圍，為后續(xù)接觸算法的研究和程序開發(fā)打下基礎。使計算程序初步具有模擬結構接觸碰撞、彈丸高速侵徹等沖擊動力學問題中的波動效應和塑性大變形的能力，為高速沖擊問題的研究提供了有效的數值手段。
　　 本文主要內容如下:
　　 (1)第一章介紹了研究背景、相關研究進展和本文主要內容。
　　 (2)第二章簡要介紹了數值計算的控制方程和計算流程，沙漏控制、穩(wěn)定性條件和邊界處理等，還介紹了

3、流體彈塑性本構、Johnson-cook本構關系、Gruneisson狀態(tài)方程、斷裂準則和單元失效處理方法。
　　 (3)第三章簡要介紹了ASN（Assembly Surface Normal）和Cell搜索方法，詳細介紹了小球接觸算法、分裂小球接觸算法和自動接觸算法，包括接觸搜索的優(yōu)化、接觸狀態(tài)的判斷和接觸力的施加。
　　 (4)第四章給出了驗證算例和兩個典型的高速撞擊問題。包括(1)彈塑性桿對撞和泰勒桿撞擊等驗證算例