Simulering av sprängverkan med finita elementmetoden
Detta examensarbete har utförts för att undersöka vilka möjligheter Alvis Hägglunds AB har att med hjälp av datorsimulering förbättra minskyddet på företagets produkter. Två olika beräkningsprogram har utvärderats, Abaqus/Explicit samt Autodyn-2d, som båda baseras på FEM (Finita elementmetoden). Som grund för utvärderingen har mätdata från ett verkligt experiment använts som referens. En jämförelse mellan olika materialbeskrivningar har samtidigt utförts, för att undersöka skillnaden dem emellan. Dessa är Johnson-Cook?s materialmodell samt två olika varianter av en traditionell, klassisk plasticitetsmodell. I Autodyn har en tillståndsekvation som heter JWL använts, för att beskriva sprängämnets tryckuppbyggnad från detonation till verkan på plåten. I Abaqus har, förutom simuleringar med JWL?s tillståndsekvation, även en impulslast simulerats. Samtliga resultat i Autodyn stämmer väl överens med de uppmätta värdena då Johnson-Cook?s materialmodell använts, vilket tyder på att Autodyn är ett bra program för att simulera sprängverkan. Vid simuleringarna i Abaqus/Explicit beräknades deformationsförloppet bra då Johnson-Cook?s materialmodell användes, medan den maximala deformationshastigheten överskattades vid simulering med JWL?s tillståndsekvation men underskattades vid simulering av impulslast. Då den klassiska plasticitetsmodellen användes visades att max deformation beräknas relativt bra, medan den kvarstående deformationen samt hastigheten blir väldigt osäker. Om möjligt bör därför helst en materialmodell som tar hänsyn till effekter av töjningshastighet, materialets treaxlighet samt termiskt mjuknande (som t.ex. Johnson-Cook) användas om mer exakta resultat önskas vid beräkning av de stora deformationer som kan uppstå som följd av en sprängning.