钢筋混凝土结构抗爆性能的LS-DYNA再探讨

Ls-Dyna求解器功能强大，是世界上最著名的显示动力分析程序，尤其适合求解各种二维、三维非线性结构的碰撞、侵蚀和爆炸冲击等非线性问题。

算例中承受爆炸荷载构件为剪力墙-宽连梁钢筋混凝土构件，出自<箍筋对内置压型钢板装配式宽连梁抗爆性影响研究>一文，构件有限元模型应用HyperMesh工具处理，钢筋与混凝土单元共节点，模型概况，如图1。本案例采用kg-mm-s单位制。

空气及炸药网格应用TechChat-Exploding工具，简称TCE工具（TCE使用方法见我的技术邻免费课程<Dyna求解的工程爆破模拟教程>）处理。空气及炸药网格也可以应用HyperMesh工具处理，不应用TCE工具，不影响本文介绍技术的实操。

第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k文件，将构件、空气、炸药模型写入计算文件夹的Mode.k中。复制材料卡片（提前写好，或联系博主索要）及计算控制卡片（联系博主索要）到计算文件夹中，形成文件内容如图2。

1）Main.k主文件，负责生成计算文件总目录；

2）ALE.k存储和ALE算法相关的设定内容；

3）BlastPoint.k存储和起爆点相关的设定内容；

4）Boundary.k存储和边界条件相关内容；

5）EntitySet.k存储定义的组件；

6）Material.k材料卡片；

7）Mode.k模型信息；

8）SolveControl.k计算控制卡片。

第二步，为模型分配材料及属性。

1. 将MAIN.k文件导入HyperMesh工具中，操作步骤见图3；

2. 分配材料及属性；

本例中构件、炸药及空气材料模型及单元属性按表1采用，混凝土单元材料模型添加材料侵蚀关键字*MAT_A DD_EROSION。

构件及空气与炸药的材料与单元属性需要依照图 4 操作图示，依次完成赋值。

第三步，为空气及炸药分配状态方程。

空气与炸药的状态方程见表2，依照图5操作图示，依次完成赋值。

第四步，定义流固耦合。

1. 建立partset：slave（构件）、master（空气及炸药），操作步骤如图6。注意建立partset前，将Entitiy Set.k文件置于当前。

2. 添加关键字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID，操作步骤如图7。注意添加*CONSTRAINED _LAGR ANGE_IN_SOLID关键字前，将ALE.k文件置于当前。

3. 设置关键字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID的MSID 及SSID参数，操作步骤如图8。

4. 修改关键字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID其他参数，操作步骤如图9。

第五步，定义多物质单元。

1. 添加关键字*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP。注意添加*ALE_MULTI- MATERIAL _GROUP关键字前，将ALE.k文件置于当前。

2. 修改关键字*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP，将炸药和空气设置成多物质单元，操作步骤如图10。

第六步，设置无反射边界条件

1. 设置*SET_SEGMENT关键字，注意添加*SET_SEGMENT关键字前，将Boundary.k文件置于当前，设置步骤如图11。

2. 添加无反射边界条件关键字*BOUNDARY_NON_REFLECTING。

3. 修改无反射边界条件关键字*BOUNDARY_NON_REFLECTING，操作步骤如图12。

第七步，设置起爆点

1. 添加起爆点关键字*INITIAL_DETONATION，注意添加*SET_SEGMENT关键字前，将BlastPoint.k文件置于当前。

2. 修起起爆点关键字*INITIAL_DETONATION，操作步骤如图13。

第八步，施加构件约束，操作步骤如图14。

第九步，导出k文件，操作步骤如图15，提交到Ls-Dyna求解器进行计算。

计算结果：

钢筋混凝土网格处理见博主课程：基于HyperMesh工具的钢筋混凝土网格处理方法

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