茉莉平台冲击动力学仿真功能模块说明

产品定位

冲击动力学仿真模块是茉莉平台结构仿真类的组成部分,面向短时强载荷作用下的结构响应分析。模块采用显式动力学积分算法与拉格朗日网格算法,用于处理接触碰撞、材料破坏和极端变形等强非线性问题。

材料本构

模块支持多种材料本构模型,包括 Johnson-Cook 模型、随动塑性硬化模型、Mooney-Rivlin 橡胶模型、刚体材料、炸药模型、空物质以及 Johnson-Holmquist 混凝土模型,可覆盖金属、橡胶、混凝土与含能材料的冲击响应描述。

分析能力

  • 冲击弹塑性分析:描述结构在冲击载荷下的塑性变形与应力响应。
  • 接触-碰撞分析:处理部件之间的接触与碰撞过程。
  • 冲击极端大变形:面向大变形条件下的结构响应计算。
  • 冲击材料破坏分析:结合材料模型评估冲击过程中的破坏行为。

与结构仿真类其它模块的关系

结构仿真类还包含通用结构仿真、多体动力学、结构优化与结构疲劳模块。静强度、模态、频响、响应谱与线性屈曲等以线性行为为主的问题,适合由通用结构仿真模块处理;冲击动力学模块则面向显式动力学与强非线性工况。各模块在同一平台内使用统一的建模与结果组织方式,便于按分析类型选择合适工具。

典型应用

官方列出的应用方向包括:汽车碰撞安全性分析、远程装备侵彻分析、包装跌落分析、金属冲压以及飞机鸟撞分析。这些问题共同特点是载荷持续时间短、接触与材料非线性显著,需要显式求解获取结构响应。

使用边界

显式动力学分析需要准备完整的几何网格、材料本构参数、接触定义与载荷条件;材料模型和失效准则的选择会直接影响冲击响应的描述范围。对于不涉及接触碰撞和大变形的问题,使用通用结构仿真模块的线性与模态分析更便于快速评估。

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