1.2  水锤效应国外的发展历史和现状

1.3  水锤效应国内的发展历史和现状

1.4  本文主要工作

  （1）本文先采用仿真软件ANSYS/LS-DYNA进行破片撞击油箱的模型的建立。接着模拟单破片撞击油箱的过程，与试验数据进行对比，验证仿真模型的可行性。

（2）接着设计出一个双破片发射弹托，使得双破片能够以不同的位置间隔和时间间隔撞击到油箱前壁。

（3）使用LS-DYNA进行不同速度下双破片撞击装水的油箱引起的水锤叠加效应的仿真。

（4）调整两个破片之间的位置间隔进行仿真，研究位置间隔对液压水锤叠加效应带来的影响。

（5）调整两个破片之间的时间间隔进行仿真，研究位置间隔对液压水锤叠加效应带来的影响。

（6）将仿真模型油箱中的介质由水换成油，再次进行仿真，研究不同介质下双破片撞击油箱产生的液压水锤叠加效应的不同。

2  模型结构与材料

2.1  有限元模型

   在仿真过程中使用软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟仿真，以命令流的方式建立水域空气域以及破片和油箱的有限元模型，接着由ANSYS生成k文件，编辑修改完k文件之后交由LS-DYNA进行计算，最后使用LS-PREPOST进行计算结果的数据处理。

在建立模型的时候，固体模型一般采用拉格朗日网格，流体模型一般采用欧拉网格[11]，所以破片和油箱采用拉格朗日六面体网格，水和空气域采用欧拉六面体网格。欧拉网格和拉格朗日网格之间的相互作用由于是流体与固体介质之间的作用，所以采用流固耦合的方式[12]。拉格朗日介质之间则采用侵蚀接触来计算。

2.2  主要模型及其材料参数

两个破片的模型简化为球体，所使用的材料为钨，密度为17.6g/cm³，球体的直径为9.5mm。在油箱模型两侧各有一个空心的圆形压盘用于约束油箱模型（实验时使用两根长螺栓和螺母），压盘所使用的材料为钢，密度为7.83g/cm³，圆形压盘的内径为220mm，外径为360mm，圆盘厚度为14mm。油箱模型中间部分为一空心圆筒，所使用的材料为钢，密度为7.83g/cm³，圆筒内径为215mm，外径为245mm，圆筒长度为200mm。在圆筒两侧与压盘之间各有一块正方形铝板，铝板的边长为380mm，厚度为4mm，铝的密度为2.7g/cm³。在铝板中央有一块正方形加密区域，范围为3*3cm，在此加密区域内，网格密度为0.1cm，其余模型网格密度为0.5cm。油箱中所装的液体为水。模型一共生成九个组成部分，其中油箱模型为部分1，前铝板和后铝板模型分别为部分2和部分3，用于约束的前后两个压盘模型为部分4和5，两个破片模型为部分6和7，水域模型为部分8，空气域模型为部分9。