两种算法模拟炸药撞击响应特性的对比分析

为了更有效地模拟炸药的撞击响应特性, 为炸药的安全性预测提供可靠数据, 采用有限元法(FEM)及FEM与光滑粒子(FEM-SPH)耦合算法分别对炸药的跌落试验及Steven试验进行了数值模拟, 对各种算法的优缺点进行了讨论及对比分析。结果表明, FEM-SPH耦合算法能够更有效地模拟粘性炸药受撞后的力学响应问题, 且精度更高。在跌落试验的模拟中, FEM-SPH耦合算法得到的压力及过载曲线的上升速率与实测值更接近, 最大压力误差约4%, 而FEM的误差为16%；在Steven试验的模拟中, FEM-SPH耦合算法得到的压力时程曲线与试验值更吻合, 压力积分值与试验值偏差约10.7%, 而FEM的偏差为29%, 炸药受撞击后的现象也与试验较相似。FEM-SPH耦合算法能够在一定程度上表现出粘性及颗粒材料在撞击加载过程中的相对滑移及流动特性, 对于模拟粘性炸药在受撞击后产生大变形的问题有一定优势