Abaqus SPH技术应用于弹体穿靶模型分析

光滑质点动力学法（SPH）的离散化不使用单元，而是固定质量的可动点，即质点或节点。质量固定在质点的坐标系上，所以其基本上也是拉格朗日型。
 
从计算角度讲，SPH是把物理量用有一定流动速度的运动质点集来描述，每个质点构成插值点，整个问题的解通过这些质点的规则插值函数来得到，守恒
 
方程用通量或质点内力来等效表达。由于其没有网格畸变问题，所以能在朗格朗日格式下处理大变形问题以及结构断裂破坏等问题。作为一类典型问题，
 
弹体穿靶模型常被用来测试SPH。
 
abaqus6.11新功能加入了这一技术，不过还不支持CAE操作，只能通过编辑inp文件来进行，多少为部分使用者造成一点麻烦，我个人也是习惯了界面操作
 
但为了测试这一功能，也抽了些时间做了个模型，该模型也参考了手册上的类似模型，因为手册上并没有对如何编辑inp文件做过多说明，所以还是花了些
 
时间在这上面，期间遇到的问题主要有如下几点，后面会逐一给予操作说明：
 
1：单元的转换问题
 
2：接触设置问题

3：同一物体不同区域（SPH区与非SPH区）的衔接问题。

如下是模型计算结果：

  如下是弹体的速度与加速度变化曲线：
 

操作过程：

1：有限元网格准备，本模型的网格是在hm中导入，见附件的HM文件。

2：从hm导出的文件已在上面的文件包里面给出，这个inp文件将是我们后面编辑inp文件的主体文件，可以先保存为sph_input.inp,

然后，通过PYTHON脚本进行处理

需要注意的是，因为含有多个部分，所以 输入命令改为：abaqus python solidtosph.py -inp <inputFileName>
3：生成新的inp文件，打开这个inp文件会发现，里面的C3D8/C3D8R/C3D8I单元全被转换为了PC3D单元，因为我在hm中对靶体的sph部分与 非sph部分以及弹体分别建立了单元集，所以这个新生成的inp文件里面会有3个PC3D单元集，将其中代表SPH区域的单元集复制过来，覆盖
 
sph_input.inp中原为C3D8R单元集的SPH部分。
 
4：建立面集：首先将SPH区域基于单元集建立节点集，再基于节点集建立面，这个面用于后面与弹体的接触以及与非sph区域的衔接，相应 命令行：*nset,nset=nplate,elset=sph（SPH区域单元集）
 
**
 
*surface,name=nodes,type=node
 

nplate
 

   其次将非SPH区域基于单元集建立face，用来与SPH区域建立衔接。
 

   第三，将弹体基于单元集建立face,用来定义与SPH区域的接触。
 

5：建立接触，将前面建立的SPH区域与非SPH区域的面，建立面面接触，相应命令
 

   *contact
 

   *contact inclusions
 

   nodes, project
 

   *Contact Property Assignment
 

   ,,frict
 

  6：建立SPH区域与非SPH区域的衔接，这个是靠“tie”来实现的，
 

   *tie,name=plates,position tolerance=0.5,adjust=no
 

   nodes,plate2
 

  剩下的就是建立截面属性（SPH的按默认的设置即可，也可以按照手册上的介绍修改参数），材料，建立分析步，输出选项等等，见：
 
说明：对直接建立PC3D单元，觉得也较简单，我查看了一下转换得到的PC3D单元，无非是原模型中SPH单元的节点号，一个PC3D单元对应一个节点号，将这个
节点号写两次，就是对应的PC3D单元。


  例如：*ELEMENT,TYPE=PC3D,ELSET=sph
 

   186, 186
 

   187, 187
 

   188, 188
 

   。。。。。。。。
 

   11084, 11084
 

   11085, 11085
 

   11086, 11086
 

   11087, 11087
 

   11088, 11088
 

  这是转换出来的SPH区域的单元，如下是原单元的节点：
 

  186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201
 

   202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217
 

   218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233
 

   234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249
 

  。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
 

  11052, 11053, 11054, 11055, 11056, 11057, 11058, 11059, 11060, 11061, 11062, 11063, 11064, 11065, 11066, 11067
 

  11068, 11069, 11070, 11071, 11072, 11073, 11074, 11075, 11076, 11077, 11078, 11079, 11080, 11081, 11082, 11083
 

  11084, 11085, 11086, 11087, 11088
 

  是不是都对上了？
 

  知道了这个规律，手写PC3D单元应该也不难。
 

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