爆炸冲击数值模拟技术基础(工业和信息化部十二五规划教材)

数值模拟是研究和解决爆炸与冲击等非线性问题 的有力工具。门建兵、蒋建伟、王树有编写的《爆炸 冲击数值模拟技术基础(工业和信息化部十二五规划 教材)》介绍了数值模拟的基本原理、建模原则、常 用算法基础理论、材料模型及典型应用，强调理论与 实践的结合。全书共有7章，第1章为爆炸冲击数值模 拟概述；第2章重点介绍了数值模拟前处理建模流程 、模型构建原则与方法；第3～5章介绍了拉格朗日算 法、欧拉算法以及常用替代算法的基础理论知识，同 时基于AuTODYN软件针对各算法的典型应用实例给出 了具体指导，有助于读者了解算法的应用；第6～7章 介绍了爆炸冲击数值模拟常用材料模型及其参数测定 方法，帮助读者正确理解并科学选用材料模型。 本书可作为高等学校工科类高年级本科生、研究 生的教材，也可供从事相关专业的工程技术人员和研 究人员参考。

第1章 概述 1.1 引言 1.2 科学认识数值模拟 1.3 爆炸冲击数值模拟常用软件 1.3.1 AUTODYN软件 1.3.2 LS-DYNA软件 1.3.3 MSC-Dvtran软件 1.3.4 PAM-CRASH软件 1.3.5 ABAOtJS软件 1.3.6 SPEED软件 1.3.7 Imoa3D软件 1.4 数值模拟技术的发展与展望 1.4.1 数值模拟技术发展趋势 1.4.2 国内现状分析 第2章 数值模拟前处理建模 2.1 数值模拟解决工程问题的基本流程 2.2 数值模拟程序组成 2.2.1 前处理(Preprocessin) 2.2.2 求解计算(Solution) 2.2.3 后处理(Postgrocessin) 2.3 前处理建模基本流程及模型格式信息 2.3.1 前处理建模基本流程 2.3.2 数值模型格式信息 2.3.3 数值模拟误差分析 2.4 网格基本分类 2.4.1 按维数分类 2.4.2 按排列形式分类 2.5 网格模型构建原则 2.5.1 网格尺寸对数值模拟精度的影响 2.5.2 网格模型的构建原则 2.6 网格模型构建方法 2.6.1 网格模型常用构建算法 2.6.2 网格模型的构建软件 2.6.3 FrueGrid构建网格模型 2.6.4 ICEM构建网格模型 第3章 拉格朗日算法及其应用 3.1 引言 3.2 控制方程 3.3 拉格朗日计算循环 3.3.1 网格单元变量 3.3.2 网格单元体积和应变率 3.3.3 压力和应力 3.3.4 节点力 3.3.5 节点加速度、速度和位移 3.3.6 边界条件 3.3.7 时间步长 3.4 克服拉格朗日网格过度扭曲的方法 3.5 拉格朗曰算法小结 3.6 典型应用示例 3.6.1 破片穿靶模拟 3.6.2 多点起爆EFP成型过程模拟 第4章 欧拉算法及其应用 4.1 引言 4.2 控制方程 4.3 欧拉计算循环 4.3.1 欧拉网格 4.3.2 求解过程 4.3.3 人工黏性 4.3.4 材料输运 4.3.5 混合单元的处理 4.3.6 时间步长 4.4 欧拉算法小结 4.5 典型应用示例 4.5.1 聚能射流形成模拟 4.5.2 爆炸冲击波传播过程模拟 第5章 拉格朗日与欧拉的替代算法及其应用 5.1 任意拉格朗日一欧拉(ALE)算法 5.2 耦合算法 5.3 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 5.4 壳单元(Shell)算法 5.5 梁单元(Beam)算法 5.6 典型应用示例 5.6.1 炸药水中爆炸模拟 5.6.2 接触爆炸对混凝土结构的损伤 5.6.3 超高速碰撞模拟 5.6.4 动能杆侵彻钢筋混凝土 第6章 材料模型 6.1 材料平衡状态区域图 6.2 状态方程 6.2.1 理想气体状态方程 6.2.2 线性状态方程 6.2.3 Mie—Gruneisen形式状态方程 6.2.4 多项式状态方程 6.2.5 Shock状态方程 6.2.6 p一口模型 6.2.7 高能炸药状态方程 6.3 本构模型 6.3.1 弹性模型 6.3.2 弹塑性模型 6.3.3 0hnson—Cook模型 6.3.4 Zerilli—Armstrong模型 6.3.5 Steinberg—Guinan模型 6.3.6 HJC模型 6.3.7 RHT模型 6.4 失效模型 6.4.1 失效类模型 6.4.2 体积(各向同性)失效模型 6.4.3 方向性失效模型 6.4.4 累积损伤模型 6.5 材料模型的选取 第7章 典型材料模型参数试验测定方法 7.1 典型材料特性试验方法 7.1.1 材料静态拉伸和扭转试验 7.1.2 泰勒杆试验 7.1.3 霍普金森压杆试验 7.1.4 平板撞击试验 7.1.5 圆筒试验 7.2 典型材料模型参数的获取 7.2.1 金属材料的冲击状态方程参数获取 7.2.2 金属材料的Johnson—Cook本构模型参数拟合 7.2.3 炸药JWL状态方程参数获取 参考文献