彈跳
關(guān)注創(chuàng)建者：大龍貓?? 創(chuàng)建時間：2019-03-19
彈跳的視頻教程
【無聲】workbench lsdyna模擬蹦床彈跳
本實例主要講解了一個小球在一定高度自由落體掉落到蹦床上，在速度的作用下查看碰撞和彈跳后的運(yùn)動過程和應(yīng)力應(yīng)變情況 通過本實例可以了解workbench lsdyna的基本操作過程，主要包含以下內(nèi)容 1.繪制小球和平面模型的DM操作過程 2.workbench lsdyna中材料、剛體、彈簧、載荷速度、時間等設(shè)置方法 3.后處理過程，提取結(jié)果，查看求解結(jié)果 本實例適用于不了解lsdyna的初學(xué)者使用
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彈跳的實例教程
l 液滴為什么會彈跳；
l “餅狀”彈跳 (pancake bouncing)；
l “蹦床”彈跳 (trampolining)；
l “旋轉(zhuǎn)”彈跳 (gyrating)。
1. 液滴為什么會彈跳
相信在大部分人的直觀印象里，液滴撞擊到物體表面都會快速鋪展開，然后潤濕該表面。但如果你生活中細(xì)心觀察的話，會發(fā)現(xiàn)在洗桃子這種表面有絨毛的水果時，水滴滴落在表面會快速彈開，其實桃子帶有絨毛的表面就可以理解為超疏水表面，而這種現(xiàn)象就可以理解為液滴彈跳現(xiàn)象（圖 1）。
圖 1 超疏水表面液滴彈跳現(xiàn)象
那為什么會產(chǎn)生這種反直覺的現(xiàn)象呢？可以從能量轉(zhuǎn)化的角度思考一下：
液滴在碰撞表面前具有一定的動能，碰撞之后，液滴鋪展開，表面積增大，動能一部分轉(zhuǎn)化為表面能，另一部分轉(zhuǎn)化為粘性耗散。之后，液滴在表面張力作用下收縮，表面能減小，轉(zhuǎn)化為動能，液滴重新從表面彈起。
這里需要說明一下流體力學(xué)研究中常用到的無量綱參數(shù)韋伯?dāng)?shù)（We）和雷諾數(shù)（Re）:
其中，ρ是液體密度，l是特征長度，v是流速，σ是表面張力系數(shù)，μ是粘度。
韋伯?dāng)?shù)的含義是慣性力/表面張力，We越小，表面張力影響越顯著，因此液滴直徑和撞擊速度不能過大。雷諾數(shù)的含義是慣性力/粘性力，Re越小，粘性力主導(dǎo)，層流流動。
一般在液滴彈跳研究中，Re小于100，粘性耗散可以忽略，因此只需關(guān)注We。
以下將分別介紹三種特殊的彈跳行為：餅狀彈跳、蹦床彈跳及旋轉(zhuǎn)彈跳。
2.“餅狀”彈跳 (pancake bouncing)
香港城市大學(xué)王鉆開教授團(tuán)隊針對pancake bouncing開展了深入的研究，于2014和2015年陸續(xù)在Nature Physics上發(fā)表了相關(guān)成果[1]。
展開 對于彈跳機(jī)器人的材料設(shè)計，需要同時滿足強(qiáng)驅(qū)動力，短時間內(nèi)大的彎曲曲率，良好的環(huán)境耐受性。為了解決這一挑戰(zhàn)，南開大學(xué)劉遵峰教授、美國德州農(nóng)工大學(xué)方磊教授、中國藥科大學(xué)周湘副教授合作，發(fā)明了一種具有蝦殼結(jié)構(gòu)的薄膜彈跳驅(qū)動器，由共軛的梯狀聚合物poly(indenoquinacridone)（PIQA）和各向異性的碳納米管薄膜（CNS）復(fù)合而成。PIQA/CNS薄膜的多孔結(jié)構(gòu)保證了快速吸收和釋放有機(jī)蒸汽。得益于梯狀聚合物PIQA的優(yōu)異穩(wěn)定性，此驅(qū)動器不僅可以承受225°C高溫，而且浸泡在多種有機(jī)溶劑中不被腐蝕，甚至可以在濃硫酸中爬行。PIQA/CNS驅(qū)動器不僅能夠在復(fù)雜惡劣條件下工作，而且為性能優(yōu)異的彈跳機(jī)器人提供了新的設(shè)計策略。
千百年的進(jìn)化使得自然界中的昆蟲和動物有不同的運(yùn)動方式，包括行走、爬行、跳躍等。設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)這些驅(qū)動方式的軟體爬行機(jī)器人很有意義。相比爬行驅(qū)動，強(qiáng)健的彈跳機(jī)器人要求更高，需要滿足（1）分子剛性強(qiáng)，能夠有大的驅(qū)動力和足夠快的響應(yīng)速度，（2）高的靈活性以獲得高的彎曲曲率。根據(jù)前人的報道，由彈性體或水凝膠組成的膜驅(qū)動器雖然彎曲曲率大，但驅(qū)動力小速度慢；而基于硬質(zhì)材料的驅(qū)動器可以產(chǎn)生大的速度和驅(qū)動力，但是彎曲曲率小，所以同時實現(xiàn)大的驅(qū)動力、高的驅(qū)動速度和大的彎曲角度是一個挑戰(zhàn)。
盡管彈跳驅(qū)動器也有些許報道，但是有一個問題有待解決，就是需要在惡劣的環(huán)境條件下工作。相比普通的單鏈高分子材料，該研究團(tuán)隊制備了梯狀聚合物PIQA，其有高模量、高的熱穩(wěn)定性以及抗溶劑能力，其剛性和脆性的弱點，可以通過與CNT復(fù)合形成“蝦殼結(jié)構(gòu)”來解決。
展開 本實例主要講解了一個小球在一定高度自由落體掉落到蹦床上，在速度的作用下查看碰撞和彈跳后的運(yùn)動過程和應(yīng)力應(yīng)變情況。通過本實例可以了解workbench ls-dyna的基本操作過程，主要包含以下內(nèi)容：
繪制小球和蹦床的平面模型的DM操作過程，建立圓環(huán)和圓面，如圖所示
2.在workbench ls-dyna中劃分網(wǎng)格，設(shè)置材料、剛體、彈簧、載荷速度、時間等設(shè)置方法，主要為設(shè)置掉落的高度，自動計算碰撞時的速度，設(shè)置蹦床的邊界固定，如圖所示。
需要重點關(guān)注的是蹦床材料模型，應(yīng)該為彈簧床或者橡膠帆布一類的材料，設(shè)置相應(yīng)的彈性模型或彈性材料性能，本實例采用純彈性材料。
3.后處理過程，提取結(jié)果，查看求解結(jié)果，獲取的變形量和變形后的應(yīng)力如圖所示
本實例適用于不熟悉ls-dyna的初學(xué)者使用，可以適用于碰撞類型的的仿真模型，獲取所需要的結(jié)果，在此可以學(xué)到在workbench中如何完成一個簡單的操作實例，如何進(jìn)行后處理的整個過程（公眾號：CAE_ANSYS）。
以下為操作源文件和部分圖片
展開 彈跳炸彈原理與Abaqus仿真
彈跳炸彈原理圖
大家都玩過打水漂，這個彈跳炸彈的原理很直觀地就可以理解了，與打水漂不同的是它的旋轉(zhuǎn)軸是橫向的，我們來看一下其他細(xì)節(jié)問題。
掛在轟炸機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)的彈跳炸彈
技術(shù)參數(shù)-Bouncing bomb維基百科
我們利用這些參數(shù)在Abaqus中建立彈跳炸彈的CEL分析模型，歐拉區(qū)域采用多相流體，上下各自分布空氣和水兩種材料。
材料初始位置定義
700m的范圍內(nèi)彈跳6、7次的完整仿真有點跨尺度，我們僅對第一次彈跳進(jìn)行仿真。
彈跳炸彈的第一次水上反彈
空氣域的體積分?jǐn)?shù)變化
類似案例有之前做過一個簡單的打水漂仿真，小石子在水面上彈跳了3、4次，網(wǎng)格比較粗糙，運(yùn)算量小，這個案例適合拿來學(xué)習(xí)，在此公眾號菜單欄的福利區(qū)可以找到并免費(fèi)下載，我在Simwe論壇也發(fā)過一個早期的版本，貌似16做年的。
打水漂仿真
02. Bouncing bomb再現(xiàn)試驗
2011年，劍橋大學(xué)的Hugh Hunt博士在加拿大的一個試驗場地里進(jìn)行了彈跳炸彈炸毀大壩的再現(xiàn)試驗，壩體較小，磚砌的。
Bouncing bomb投彈
Bouncing bomb炸毀試驗壩
1943年被彈跳炸彈炸掉的魯爾水壩，比這個試驗中的要大將近兩個數(shù)量級。
附：羽毛球調(diào)頭仿真分析INP文件下載鏈接：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/436914
展開 來自杜克大學(xué)和英特爾的科學(xué)家們提出了一種保持電子產(chǎn)品高性能的新機(jī)制：用彈跳水滴填充內(nèi)部空間。這聽起來像是一個愚人節(jié)的笑話，但研究人員說，這樣的系統(tǒng)可以通過有機(jī)地瞄準(zhǔn)熱點進(jìn)行散熱，來保持電子產(chǎn)品高性能全速運(yùn)行。
科學(xué)家們在“應(yīng)用物理學(xué)雜志”（Applied Physics Letters）上論文所述的技術(shù)，受到蟬類超疏水翅膀的啟發(fā)，這種翅膀自然會排斥水分，當(dāng)兩只小水滴碰撞在蟬翼上時，它們連在一起形成一個更大的液滴。這種變化釋放出足夠的能量，將水從蟬翼表面上提起，吸收灰塵和污垢。這意味著蟬翼是自動清潔的，但工程師認(rèn)為同樣的原理也可以用來消除熱量。
當(dāng)然，沒有人想要將水濺到敏感電路上，所以研究人員創(chuàng)建了一個密封的“蒸氣室”，可以安裝在電子系統(tǒng)中。在其中的一側(cè)是超疏水的地板，另一邊是海綿般的天花板。當(dāng)“蒸氣室”被周圍的電子元件加熱時，蒸氣凝結(jié)成微小的水滴。這些落在超疏水的地板上，連接在一起成為更大的液滴，然后從地板上反彈，帶走熱量，與然后水滴被海綿般的天花板吸收，再次充重復(fù)整個過程。
這個系統(tǒng)的聰明之處在于它自動瞄準(zhǔn)熱點，因為這些區(qū)域是水蒸氣首先凝結(jié)的地方。而且，與現(xiàn)有的冷卻機(jī)制不同，該系統(tǒng)同時在垂直和水平兩個平面上工作，這意味可以更有效地進(jìn)行散熱。
展開 
彈跳的最新內(nèi)容
### 您將完成的實踐項目
本課程完全以項目為基礎(chǔ)，讓您能夠應(yīng)用所學(xué)的每一個概念：
? 建模一張簡單的桌子
? 創(chuàng)建木制長椅和垃圾桶
? 設(shè)計飲料罐和電腦鼠標(biāo)
? 雕刻卡通角色頭部
? 創(chuàng)建香水瓶和裝飾燈
? 渲染逼真的骰子和臺球
? 制作彈跳球動畫和風(fēng)格化產(chǎn)品動畫
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Ansys Perceive EM射頻信道和雷達(dá)特征仿真軟件等應(yīng)用中采用的彈跳射線法，使用戶能夠?qū)ζ涮炀€在遠(yuǎn)距離和障礙物周圍（如倉庫中的貨架或城市中的建筑物等）的性能進(jìn)行建模，從而將仿真提升到一個新的水平。在設(shè)計天線系統(tǒng)時，負(fù)責(zé)評估其本地安裝影響的團(tuán)隊，會使用HFSS軟件中的彈跳射線法（SBR）功能來分析天線與發(fā)射塔、建筑物或車輛的自耦合效應(yīng)。
一期一會 | 什么是信號完整性？4個月前
同步開關(guān)噪聲（SSN）引起的接地彈跳
當(dāng)PCB各點的信號接地不同時，就會發(fā)生接地彈跳。這是一個信號完整性問題，由多個同時在高狀態(tài)或低狀態(tài)間改變其電壓的電路引起，其可導(dǎo)致接地層增壓。這會導(dǎo)致低狀態(tài)電壓（即二進(jìn)制信號中的0）高于預(yù)期。有時彈跳的高度足以導(dǎo)致讀取假高狀態(tài)。
4. 阻抗失配
設(shè)計人員需要考慮交流電（AC）電路的阻抗。
這里不僅彎道以高速居多，更以狹窄的路面、有限的緩沖區(qū)域、以及高聳陡峭的路肩著稱，任何細(xì)微的路線失誤，都可能因壓上路肩引發(fā)劇烈彈跳，導(dǎo)致失控。這不僅是對車手技術(shù)與體能的極限挑戰(zhàn)，更是對車輛底盤調(diào)校、制動性能、轉(zhuǎn)向精度、車身剛性、引擎響應(yīng)與輪胎抓地力的全面考驗。
3、機(jī)器狗仿生單腿彈跳/跌落測試
該系統(tǒng)主要驗證仿生單腿的運(yùn)動能力和可靠性；
測試系統(tǒng)由測試臺架、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成；
臺架由水平和垂直支架構(gòu)成；
水平臺面上固定有測力傳感器，可監(jiān)控單腿蹬踏力度；
頂部激光測距儀可測試單腿彈跳高度，并結(jié)合蹬踏力數(shù)據(jù)可輸出彈跳高度與蹬踏力的關(guān)系曲線數(shù)據(jù)；
砝碼可根據(jù)需要增減，為單腿提供不同的負(fù)重。
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●基于Ansys Workbench Ls-dyna模擬蹦床上球體的彈跳過程案例講解（含模型文件）
●基于Hyperworks和Ls-dyna的電池包擠壓之焊點失效模擬仿真分析（含模型文件、對比分析及相關(guān)指導(dǎo)）
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●基于Ansys Workbench Ls-dyna模擬蹦床上球體的彈跳過程案例講解（含模型文件）
●采用SPH法進(jìn)行Ls-dyna水射流破巖仿真分析案例講解（附K文件）
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●基于Hyperworks和Ls-dyna的電池包擠壓之焊點失效模擬仿真分析（含模型文件、對比分析及相關(guān)指導(dǎo)）
使用 Ansys Mechanical 和 LS - DYNA 對相機(jī)在地板上的一系列沖擊和彈跳過程進(jìn)行顯式動力學(xué)模擬，其中 LS - DYNA 用于解決跌落物理問題，然后通過 STAR 工具將其導(dǎo)入Ansys Zemax OpticStudio Enterprise，進(jìn)而研究對光學(xué)性能產(chǎn)生的影響。
點擊在 冷卻機(jī)臺 的按鈕上傳，您將可以在彈跳窗口中上傳冷卻使用的機(jī)臺圖片，及記錄設(shè)定的相關(guān)參數(shù)。提交數(shù)據(jù)后，圖片及數(shù)據(jù)皆會在 冷卻設(shè)定 中呈現(xiàn)。
