ANSYS AUTODYN在岩土爆破中的优势以及应用

      随着我国社会经济快速发展以及西部大开发的进行，需要进行大量的土石方开挖、爆破拆除等大型工程。大当量的岩土爆破应用越来越多，对岩土爆破的机理以及爆破振动控制的研究越来越热门。将数值计算方法引入岩土爆破研究以及工程设计可以极大的增加研究人员以及工程技术人员处理这方面问题效率。
      ANSYS公司的ANSYS AUTODYN是国际著名的爆炸分析软件，可以处理涉及到炸药以及爆轰波与岩土作用的强流固耦合问题。包括几何非线性（如大扭曲及变形）和材料非线性（如塑性、失效、应变硬化及软化、分段状态方程），用来模拟炸药对钢筋混凝土、岩土的冲击作用；岩土、混凝土的冲击开裂、压溃；同时也可以方便地计算钢筋混凝土结构的倒塌。

      ANSYS AUTODYN在岩土爆破数值仿真方面的优势如下：
   ANSYS AUTODYN集成与ANSYS Workbench平台中，可以方便利用ANSYS Workbench平台强大的建模和网格自动处理功能进行前处理，且可以利用ANSYS Workbench的双向参数互动功能更新几何模型的数据，提高有限元建模的效率。
   ANSYS AUTODYN具有高能炸药本构以及丰富的岩土材料本构，如D-P模型、Mo-Granular模型以及RHT模型，可以满足岩土爆破的计算需求。ANSYS自带材料数据库，内置200余种工业材料材料数据，包括各种工业炸药的材料数据，如TNT、黑suo金、PBX等，方便用户快速获得仿真所需炸药参数。
   ANSYS AUTODYN提供二阶高精度的欧拉算法和自动流固耦合算法，可以模型炸药从起爆到爆轰波传播以及爆轰产物与岩土作用的整个过程，且计算精度相较于其他软件高。
   ANSYS AUTODYN提供SPH算法可以方便模拟土石方抛掷爆破、爆破漏斗、混凝土开裂等现象。
   ANSYS AUTODYN提供无限单元边界模拟无限岩土地域爆破。
   ANSYS AUTODYN提供离散梁单元，建立钢筋混凝土模型，可以方便模拟钢筋混凝土结构爆破拆除。
   ANSYS AUTODYN提供方便的数据后处理系统，可以较为精确地得到岩土的应力分布、变形情况、损害程度等等。
ANSYS AUTODYN在岩土爆破方面有着较多的案例，如下：

       炸药对岩石的爆破模拟：
      在直径为1米的岩石圆柱体中心上方，有一个直径为0.1米的TNT炸药包，TNT起爆后对岩石的破坏作用。下面是用ANSYS AUTODYN模拟的结果（如图1所示）。

     图1 TNT爆炸对混凝土的爆破模拟

     爆炸冲击波对建筑钢筋混凝土墙的破坏模拟

      在离建筑不远处炸药爆炸，形成冲击波会对建筑的混凝土墙产生冲击作用。图2是建筑物钢筋混凝土墙在冲击波作用下的开裂模拟。由图中看到，钢筋混凝土墙正面仅在局部出现裂纹，背面却发生了全面的开裂破坏，这是由于冲击波作用下混凝土正反面分别承受压、拉载荷所导致。本算例准确反映了混凝土的强度特点。模拟中相关材料数据均取自AUTODYN自身的材料库。

      ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、SPH算法、丰富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、结果映射Remap技术、部件激活技术以及完善的并行求解技术等，极大的提高了岩土工程中爆破的精度和效率。 

PS:

需要lsdyna autodyn ansys fluent ncode等软件安装、系统的学习资料、软件培训教学服务、项目代做教学服务等，请添加微信lsdyna_autodyn。