实时高温条件下SHPB冲击压缩模拟方法

近期许多人在问实时高温条件如何在ls-dyna中实现，这个方法在很早以前就有学者使用过，包括混凝土和岩石，后续有空会更新相应课程，具体实现方法如下。

温度对于花岗岩力学特性有不可忽视的影响，模拟100℃和200℃下花岗岩SHPB 试验时必须考虑温度的作用，借助“隐式-显式顺序求解法”模拟实时温度下花岗岩的冲击破坏过程。众所周知，ANSYS 隐式方法能高效的求解静载问题，而求解瞬态问题则需要借助显式方法，“隐式-显式顺序求解法”实质上就是将隐式的求解结果写入的drelax文件，接着ANSYS/LS-DYNA 读入这些变形，并且对描述的几何模型进行初始化，之后再进行瞬态求解。计算具体过程概括如下:

(1)取常温下花岗岩的线热膨胀系数为8x10^-6C^-1，首先对试样施加温度荷载，求解分析的隐式部分(热荷载):

(2)改变模型文件名，避免隐式求解结果被显式求解结果覆盖

(3)将隐式单元转换为对应的显式单元;

(4)更新单元关键选项，如材料属性等;

(5)移除人为施加在模型上的多余约束;

(6)将隐式求解结果(节点位移等)写入drelax文件:

(7)通过 drelax文件，为显式求解进行几何模型的初始化:

(8)为显式求解施加冲击荷载和接触条件:

(9)求解该分析的显示部分(冲击荷载)。

虽然ANSYS/LS-DYNA软件已经提供了大量的材料本构模型，但是仍无法包含一些具有特殊力学性能的材料。正是由于此原因，LS-DYNA 提供了可供用户自定义的材料本构接口，通过此接口，用户可以将材料所具有的特殊力学性能嵌入LS-DYNA软件中，从而完成问题的数值模拟。自定义本构子程序参量包括了材料参数、应变增量、时间步长现时刻应力和历史变量值等。用FORTRAN或C语言编写材料本构子程序，应变增量由程序本身根据守恒方程和运动方程获得，在每个时间步过程中调用子程序求解出应力的增量。

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