FEM-SPH耦合在LS-DYNA中的三维爆破模拟应用

岩石在爆破荷载作用下表现的性质十分复杂，在实际的钻爆开挖中容易引发安全事故。埋入岩体中的炸药发生化学爆炸后，岩石将在爆破近区发生压剪破坏形成粉碎区，在爆破远区发生张拉破坏形成裂隙区。

由于在冲击荷载下存在有限元大变形的问题，因此SPH-FEM耦合法常被用于模拟爆炸、侵彻等问题。

炮孔附近的岩石及炸药采用SPH粒子，远端采用有限元。FEM和SPH设置点面tied接触传递力和损伤，接触刚度设为0.1以提高稳定性。SPH粒子对称面的约束通过关键字*BOUNDARY_SPH_SYMMETRY_PLANE施加，有限元的对称面的约束用关键字*CONSTRAINED_GLOBAL施加。岩石采用HJC模型，后处理查看History variable#1为损伤变量。

模拟结果如下：

可以看到，损伤和力可以连续地从SPH粒子传到有限元。冯·米塞斯等效应力云图如下：

SPH法同样可以应用于侵彻靶板、水射流破岩等领域。

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