Altair2013技术大会论文集一种基于HyperStudy和Ls-dyna的侵彻混凝土材料参数调试方法OneParameterDebugMethodofconcreteimpactedbasedonHyperStudyandLs-dyna汪衡王江波（重庆红宇精密有限责任公司重庆402760）摘要：建立一种基于DOE分析的混凝土撞击损伤模型材料参数调试方法，分析撞击速度为300m/s时侵彻体及混凝土靶的材料参数对于速度响应的灵敏度，得出撞击速度为300m/s时对侵彻PµPµPµµ体余速影响较大的材料参数有Pmin、c、c、l、l5个参数，而c、c、l3个参数可通过P相关计算获得，因此数值模拟时只需依据试验结果重点调试Pmin和l两个参数即可。关键词：DOE混凝土参数调试数值模拟Abstract:ByestablishingadebuggingmethodregardingmaterialparametersofconcreteimpactdamagemodelbasedonDOEanalysis,thispaperstudiestheinfluenceofmaterialparametersofconcretetargetsontheresultsofnumericalsimulationbasedonquantitativeanalysis,whentheimpactvelocityis300m/srespectively.Itconcludesthatwhentheimpactvelocityof300m/s,5parametershaveconsiderableeffectontheresidualvelocityofthewarhead,，，，theyarePminPcµcPlandµl.Ofall5parameters,Pc,µcandµlcanbeobtainedbycalculation.ThereforeonlytwoparametersPminandPlneedtobefixedwithnumericalsimulationaccordingtoexperiments.Keyword:DOE,concrete,parameterdebug,numericalsimulation1引言数值模拟已成功的应用于钻地武器的研制，通过数值模拟可以再现钻地武器侵彻混凝土的全过程，混凝土撞击损伤模型参数是影响计算精度最主要的因素之一。混凝土是一种复杂的多相材料，无论采用何种模型都将涉及一系列参数，比如H-J-C模型有近20个计算参数，这些参数有的可以由实验得到，有的却很难准确获得，这就限制了数值计算方法的应用。因此，很多学者对混凝土材料参数的确定方法做了大量研究，如Watstein、Soroushian、Williams等提出了部分混凝土材料参数的确定方法[1-3]，美国混凝土协会提出了混凝土强度计算经验公式，但是这些确定混凝土材料参数的方法主要基于经验公式，存在一定误差，适应范围也有较大限制。基于DOE（DesignofExperiments）分析方法，本文通过HyperStudy软件平台调用Ls-dyna程序对侵彻结构体侵彻混凝土的损伤材料参数进行调试，确定侵彻体壳体及混凝土材料参数对速度响应的影响大小，调试出一组适用于特定撞击速度的混凝土撞击损伤模型参数。2.DOE分析方法的建立及材料参数的选取-1-Altair2013技术大会论文集2.1DOE分析方法的建立使用DOE分析的方法可定量分析各设计变量对目标响应函数的影响。本文选取靶后余速作为目标响应函数，设计变量为侵彻体壳体及混凝土靶的材料参数。可把材料参数分成两类，第一类材料参数是指可获得准确值的参数，这些参数可设为定值，因此对目标响应函数无影响，不参与影响度计算。第二类材料参数是指不能获得准确值的参数，包括试验无法测试的参数、试验测试误差较大的参数等，可把这些参数设为一个范围值并参加影响度计算，然后通过DOE分析并结合靶场撞击试验进行调试修正。进行DOE分析前应尽可能多地确定各材料参数取值，以减少第二类材料参数的数量，从而减少DOE计算次数，减少需要调试的材料参数的数量。DOE分析方法主要有全因子法、部分因子法、中心组合法、自定义算法等。其中全因子法的计算精度最高，但是其调用LS-DYNA进行计算的次数至少为2N次以上，本文N等于第一类参数的数量，为27，需要计算134217728次，在尽量减少网格数量的前提下把每次计算时间控制在1小时，总共需要134217728小时，在时间上显然不能接受。部分因子法、中心组合法等其它算法虽然能减少计算次数，