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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种准真实结构冰雹的建模方法，采用统一本本构模型建立冰雹有限元模型的常规做法，通过建模、试验、验证、分析等手段获得不同密度冰的动态力学性能和本构模型，建立具有不同层厚的准真实结构冰雹几何模型，采用不同密度的冰的本构模型描述分层力学性能，建立数字化可快速编辑的准真实结构冰雹模型。本发明还提供了使用上述分层冰球模型的试验方法。

主权项：1.一种准真实结构冰雹的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采用模具压制冰屑法或冰风洞吹风结晶机加工法获得不同密度冰的球体、立方体或圆柱体试样；（2）对步骤（1）获得的不同密度冰试样进行准静态力学性能测试，获得每个试样基本物性和力学参数，包括密度、弹性模量、屈服应力、失效应变；（3）对不同密度冰试件进行刚性靶板或可变性靶板的冲击试验，测量靶板上的载荷或动力学响应变化；（4）建立不同密度冰试样的有限元模型，采用本构模型加状态方程描述冰的动态力学性能，开展刚性靶板或柔性靶板冲击试验仿真，将仿真值和试验值进行参数迭代，获得不同密度冰试样的状态参数，进而获取完整的不同密度冰试样的动态本构模型；（5）采用拉格朗日或SPH法建立同心的分层球壳准真实结构冰雹有限元模型，表征真实结构的冰雹几何形态；步骤（5）中，采用SPH方法建立冰球模型包括以下分步骤：（5.1）采用LS-Dyna自带的PrePost前处理软件，通过GUI方式或者命令流方式建立分层冰雹模型；（5.2）在PrePost中通过该软件的SPHGeneration选项，选择并创建一个球模型，设置适当的粒子数以及冰球的密度即可完成创建；随后定义冰球与刚性靶板在K文件中的相应关键字，进行约束，随后利用AnsysDyna软件进行求解，得到计算结果，即实体球模型；（5.3）采用软件自带的布尔运算功能删除实体球中的某一半径的实体，使该实体球变为空心球体；（5.4）在删除的空间中建立充满该空间的实心冰球模型，并定义其粒子数和密度；（5.5）在原始冰球模型上从外向内多次重复上述操作，即可建立想要的多层SPH冰球模型，且通过定义建模时球体直径、粒子数和密度，得到想要的分层冰球分析模型；（5.6）对该层冰球分析模型，重新定义冰球与刚性靶板在K文件中的相应关键字进行约束；（6）采用上述分层冰球分析模型描述不同分层中具有不同密度的冰的力学性能，并将其组合成具有不同分层结构和不同分层力学性能的有限元分析模型。

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权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种准真实结构冰雹的建模方法及试验方法