這是 ANSYS 工程實戰 第 57 篇文章

問題描述：用有限元軟件分析沖擊問題，一直是很多仿真工程師覺得比較難的，并不是操作難，而是因為計算結果和試驗結果差異較大，這里用 ANSYS Workbench 分析沖擊問題，大家共同探討。

1.  模態分析

模擬力學沖擊試驗使用響應譜分析（Response Spectrum Analysis）,進行沖擊分析前需進行模態分析，材料的任何非線性將被忽略，模態和響應譜分析的具體設置界面如圖 1 。

圖 1  模態和沖擊互聯界面

模型簡化：對關鍵件進行模型簡化，如圖 2 所示，模型需進行 part 設置。

圖 2  簡化模型及 part 設置

模型接觸設置：模型之間不設置接觸，如圖 3 所示。

圖 3  模型之間不設置接觸

模型各部件根據重要情況設置不同的網格大小及組合，網格大小設置，如圖 4 所示。

圖 4  網格設置

模態結果: 設置固定約束后進行 solve 計算，得到模態結果，一般我們只看前 6 階模態振型，如圖 5 和圖 6 顯示了前 2 階振型圖 。

圖 5  1 階模態振型

圖 6  2 階模態振型

2.  沖擊分析

沖擊分析設置采用默認設置，如圖 7 ，阻尼不做設置。阻尼大小對沖擊分析的結果影響比較小。

圖 7  沖擊設置

點擊工具欄 RS Base Excitation 選擇 RS Acceleration ，雙擊選擇固定約束，方向選擇 Y （X 或 Z）,輸入頻率和沖擊譜，其他方向設置方法相同，如圖 8 。

圖 8  沖擊譜設置

得到 Y 向沖擊情況下整個結構的應力情況，如圖 9，最高應力發生在內部結構的陰極支撐結構上，最大應力 1051MPa ，應力比較大（X 方向最小，Z 方向更大）。 

圖 9  Y 向沖擊下結構應力

應力最大關鍵件的應力云圖如圖 11。 

圖 11  Y 沖擊下關鍵件的應力

補充說明：

沖擊分析一直是分析中比較難的，而且沖擊計算出的結果比較大，要分析仿真計算結果值是因為應力奇異，還是實際結果就是大。

文章來源： ANSYS及ANSYS Workbench工程實戰