三维显式有限元程序及炸药冲击起爆应用

冲击和爆炸数值模拟在军事工程和民用领域都应用广泛。基于显式有限元理论，本文介绍了自主研发的三维冲击和起爆流体动力学程序。该程序的功能包含了材料本构、状态方程、炸药反应速率方程和接触碰撞算法，能够模拟复杂条件下结构冲击和炸药起爆问题。由于采用面向对象的编程方法，程序结构相对简单并且容易修改。首先，进行了Taylor杆碰撞数值模拟，并将计算结果与实验结果以及DYNA2D结果进行了比较；接着，基于Lee-Tarver点火增长模型，模拟了冲击加载下裸炸药和带壳炸药的冲击起爆问题。计算结果表明，三维程序计算结果与实验值和商业软件结果都非常吻合，该程序能够较准确地模拟三维结构的冲击和炸药起爆问题。同时，基于面向对象开发的三维计算程序实现了模块化功能，易于后续开发，为冲击和爆炸计算程序的开发提供了参考