爆炸载荷的响应分析是一个典型的短时间内结构承受冲击载荷的问题。因为载荷的迅速增加,结构的响应变化很快,所以精确地跟踪结构内应力波的传播是非常重要的。
球形防爆筒,一般会摆在公共场所备用,结构为圆球形,回转对称。
在分析时可以简化成一个平面模型。筒体一般壁厚为5cm,材料是钢,弹性模量为2e11,泊松比为0.3,防爆筒内侧一般需要承受量级为2e5的爆炸载荷,爆炸持续时间一般为2e-5s。
因为是三维结构体,所以在有限元软件里采用轴截面的结构形状来分析,然后再三维还原后看整体。
钢的材料属性也已经赋值代入
然后设置底部的Y轴方向不动的边界条件,以及中轴的对称边界约束。
模拟不同时间点时爆炸的冲击振幅
在所有内边加载上量级为2e5的Pressure载荷。
对防爆筒进行网格划分
通过分析,就得到了初步的应力在截面上的分布。
经过180度sweep可以看到桶体内外壁的应力分布
360度截面可以看到整个防爆筒外壁的应力分布
根据这个仿真模型,就可以预测到,一瞬间时间内,防爆筒内壁从受到应力到传导应力的全过程,聚焦到具体的点和面,还能找到内能如何在钢结构里传递,以及哪些薄弱结构需要加固。