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国防军工

概述:

Abaqus在军工行业得到了广泛的应用,军工行业由于其行业的特殊性质,所需要分析的问题都是大变形、强非线性的问题。一般的软件基本无法满足其分析需求,Abaqus以强大的非线性功能成为众多军工行业的分析软件,美国LOS Alamos国家实验室,美国Sandia国家实验室,Lockheed-Martin,US Army Tank,United Defense、三菱重工等等都是Abaqus的用户。
军工行业可以采用Abaqus进行如下的分析:坦克等履带装甲车辆、火炮系统、动力系统、红外夜视仪等光学机构、雷达设备、各种机械设备和橡胶等材料分析、人体防护(防弹衣对子弹的抵抗力)分析等等。

案例:

1. 军工行业涉及大量的非线性材料,比较典型的如橡胶、各类的复合材料、泡沫材料等都可以在Abaqus中得到很好的模拟。下图是三菱重工公司采用Abaqus对某车型的换档装置在换档过程中的橡胶进行的大变形分析。

2. Abaqus还是世界上各大汽车厂商分析发动机中热固耦合和接触问题的标准软件,如奥地利著名发动机生产商AVL在自己的发动机分析软件AVL.Excite中嵌入Abaqus作为求解器。

3. Abaqus针对爆轰分析需求,推出了爆轰波加载功能。用户可以对结构直接施加冲击波,这样避免了只对结构响应感兴趣的用户来计算冲击波在空中传播的过程(耗时大,对结构用户无意义)。并且Abaqus允许有无数个独立的反射面以及目标物具有一定的速度。下图是靶材受到爆轰波作用后,成坑的过程,依据此类模拟,可以得到药包最终能形成多大的杀伤力。

4. 侵彻分析中,战斗部由于组装而形成的装配预应力对于侵彻分析可能的影响就可以通过联合Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit两个求解器进行分析,首先用Abaqus/Standard进行战斗部的装配模拟,获得结构的装配预应力,然后使用Abaqus/explicit进行侵彻分析,这样得到的结果使得用户在侵彻分析中可以考虑装配预应力的影响。

5. 韩国LG Cable公司采用Abaqus进行坦克履带胶环的装配应力和工作应力的分析。在最严酷载荷下,胶环工作温度可以高达150ºC,可能导致严重的机械失效。

 

6. Abaqus具有强大的材料失效功能、自适应网格和单元删除等功能,可以对装甲车辆进行抗侵彻分析。当材料中某些量达到一定值时,程序可以自动将该处材料删除,从而可以进行穿甲/侵彻分析。美国LOS Almos国家实验室采用Abaqus/Explicit对某型号的钢板进行了炮弹的穿甲分析,以及某型号的铜合金的侵彻分析,两边材料都可以被磨损。

7. 坦克大炮等在炮弹发射时,内弹道的受力情况比较复杂,需要对结构各个部分在遭受高压气体冲击时的强度进行分析;炮弹和炮膛之间的摩擦分析,考察磨擦产生的热量以及对弹道的磨损;炮弹出膛时的速度和姿态;炮弹出膛瞬间对炮筒及支座的冲击。


8. Abaqus可以对雷达进行多类的分析,如部件及装配件的频率分析,整体的装配分析,承受风载荷的分析、遭受到冰雹、鸟撞等冲击载荷的分析。国内某研究所对某型号的雷达天线进行了分析,工况包括:自然频率的提取、过盈装配的分析以及风载荷的分析等等。

   

9. 美国杜邦公司是Abaqus的长期用户,他们常年以来利用Abaqus来开发各种类型的避弹衣。他们的模型中包含:弹头、阻挡层(避弹衣)、人体,杜邦公司从Abaqus6.2版本开始对这一模型进行分析,模拟从易到难,采用了许多Abaqus新加的功能如*shear failure等,子弹的速度由低到高,最终的结果和实验结果符合很好。

10. 采用Fluent、Abaqus相结合的顺序耦合热应力分析方法,对电容及其相连主板的温度场和热应力进行了分析,分析结果为电容的设计选型提供了有力支持。同理,此方法也可用于更为复杂的热应力问题之中,为电子产品的研发提供有效的支持和帮助。