固體結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：CAE研究 創(chuàng)建時(shí)間：2020-02-22
固體結(jié)構(gòu)的視頻教程
ABAQUS案例-炸藥與固體結(jié)構(gòu)的爆炸作用分析
本課程詳細(xì)講解了在ABAQUS中炸藥模型的建立及炸藥爆炸對(duì)固體結(jié)構(gòu)的作用分析。本課程雖然分析的是一個(gè)鋼制框架結(jié)構(gòu)在炸藥爆炸下的響應(yīng)，但是采用本課程的方法，通過更改材料屬性及結(jié)構(gòu)形式，可以應(yīng)用到例如巖土工程中或建筑工程中的爆破分析。
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LS-DYNA案例課程-5(流固耦合實(shí)例分析--射流侵徹鋼板)
流固耦合力學(xué)是研究變形固體在流場(chǎng)作用下的各種行為以及固體位形對(duì)流場(chǎng)影響這二者交互作用的一門科學(xué)。流體與固體結(jié)構(gòu)的耦合作用是工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到的問題。比如射流侵徹的一塊鋼板，鋼板變形的同時(shí)又影響了射流的方向和速度。
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固體結(jié)構(gòu)的實(shí)例教程
本案例（附件中inp文件）講述了采用ABAQUS進(jìn)行炸藥與固體結(jié)構(gòu)的爆炸分析，其重點(diǎn)是炸藥屬性的建立及炸藥的粒子化處理。本案例主要側(cè)重固體結(jié)構(gòu)的爆炸分析方法，而不限于結(jié)構(gòu)類型，例如可以采用本案例方法模擬巖土結(jié)構(gòu)的爆破、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破或水下結(jié)構(gòu)的爆破等。
綜上所述，研究團(tuán)隊(duì)通過研究多節(jié)海星的生物礦化骨骼，發(fā)現(xiàn)了一種天然陶瓷的雙尺度微晶格結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有原子級(jí)方解石（即碳酸鈣的穩(wěn)定形態(tài)）和微米級(jí)金剛石三重周期性最小表面（金剛石-TPMS）幾何形狀，以及晶格級(jí)結(jié)構(gòu)梯度和原子級(jí)位錯(cuò)缺陷。這種獨(dú)特的雙尺度微晶格提供了多種有效策略包括晶體共取向、晶格幾何梯度和通過微晶格位錯(cuò)抑制解理斷裂，來實(shí)現(xiàn)高剛度、強(qiáng)度和損傷容限。該工作為開發(fā)高性能輕質(zhì)且高強(qiáng)度的陶瓷復(fù)合材料帶來了曙光。
下載地址：多孔固體結(jié)構(gòu)與性能第2版
連接固體熱結(jié)構(gòu)耦合分析
1.1. 導(dǎo)入計(jì)算模型
啟動(dòng)一個(gè)新的Workbench項(xiàng)目，并將單位設(shè)置為公制(Kg, m…)。 將Coupled Field Static分析拖放到項(xiàng)目頁面。右鍵單擊幾何任務(wù)并導(dǎo)入Couple-field文件從相應(yīng)的輸入文件夾。
保存項(xiàng)目，雙擊Model格打開Mechanical。
1.2. 定義材料參數(shù)
結(jié)構(gòu)鋼采用默認(rèn)參數(shù)：
1.3. 網(wǎng)格劃分
使用表面過濾器選擇，創(chuàng)建兩個(gè)命名的選擇:' bot '和' top '到下面的表面，隱藏第一個(gè)物體并創(chuàng)建命名的選區(qū)' cbot '到下面的表面。顯示所有體，隱藏第二個(gè)體。在下面的表面創(chuàng)建命名為“ctop”的選區(qū)。
ANSYS會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建模型與模型之間的接觸關(guān)系為綁定，本案例接觸關(guān)系均為綁定。執(zhí)行網(wǎng)格自動(dòng)化分，點(diǎn)擊Mesh并右鍵選擇General Mesh，即可完成網(wǎng)格劃分，提高網(wǎng)格劃分質(zhì)量也可以通過調(diào)整網(wǎng)格尺寸進(jìn)行修改。
1.4. 邊界條件設(shè)置
選擇Coupled Field Static，并將兩個(gè)固定支持和范圍插入到命名的選擇：top和bot。
選擇Coupled Field Static并插入2個(gè)溫度：
1.5. 熱結(jié)構(gòu)耦合處理
檢查分析設(shè)置，確認(rèn)“大變形”設(shè)置為“開”。 求解模型并驗(yàn)證結(jié)果:總變形，Von Mises應(yīng)力，溫度場(chǎng)。
插入一個(gè)接觸工具并查看壓力結(jié)果。
拖放任何固定支持到“Solution”分支獲得“Force Reaction”。
在“Solution”分支中拖放兩個(gè)溫度邊界條件。
展開 3)建立固體結(jié)構(gòu)實(shí)體模型。建立固體結(jié)構(gòu)模型，定義單元屬性，采取映射方式進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。
4)施加約束條件。由于流體區(qū)域的尺寸是遠(yuǎn)大于固體結(jié)構(gòu)的尺寸，故在流場(chǎng)邊界處的單元節(jié)點(diǎn)上施加壓力(PRES)一0約束。又因?yàn)?em>結(jié)構(gòu)為懸臂結(jié)構(gòu)模型，并認(rèn)為流體區(qū)域在懸臂根部的平面內(nèi)有邊界，所以固體結(jié)構(gòu)模型底部固結(jié)，流場(chǎng)底部定義Z方向約束。
5)選擇求解類型，進(jìn)行求解。進(jìn)入SOLUTION求解器，定義分析類型為模態(tài)分析，設(shè)定提取頻率階數(shù)及提取模態(tài)的方法。由于非對(duì)稱矩陣法(UNSYMMETRIC)主要用于求解模型生成的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣不對(duì)稱等問題，故采用非對(duì)稱矩陣法(UNSYMMETRIC)進(jìn)行模態(tài)的提取。
6)查看結(jié)果。進(jìn)入后處理器，查看結(jié)構(gòu)模型頻率及振型圖。、
展開 整流罩地面分離過程仿真 ￥19.89
圖11
2） 裝配部件
如前所述，調(diào)整部件相對(duì)位置，使固體結(jié)構(gòu)與流體材料有重合部分，重合部分為整流罩蒙皮。
3） 設(shè)置相互作用
對(duì)接觸性質(zhì)進(jìn)行編輯（見圖12），選擇罰函數(shù)定義切向行為，其中Friction Coeff為罰剛度系數(shù)，僅取決于材料特性。在通用接觸中定義相互作用，賦予接觸性質(zhì)，關(guān)鍵是定義相互接觸面（見圖13）。對(duì)于固體結(jié)構(gòu)，接觸面為整流罩半罩蒙皮外表面，類型為幾何；對(duì)于流體材料，接觸面為整體，類型為網(wǎng)格（見圖14）。
圖12
圖13
圖14
4） 施加載荷
僅為整流罩固體結(jié)構(gòu)施加重力場(chǎng)。創(chuàng)建預(yù)定義場(chǎng)（見圖15），為已進(jìn)行partition操作的罩外大氣進(jìn)行材料設(shè)置，罩外部分設(shè)為1，罩內(nèi)部分使用缺省值0（見圖16）。
圖15 圖16
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固體結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
流-固耦合仿真（FSI）：計(jì)算流體域的流場(chǎng)壓力實(shí)時(shí)作用于固體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，結(jié)構(gòu)的變形或振動(dòng)也反過來影響流體邊界的形狀及流動(dòng)狀況。
即在CFD模擬風(fēng)荷載的基礎(chǔ)上，將荷載數(shù)據(jù)傳遞至結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)（尤其是柔性構(gòu)件如幕墻、屋頂、索結(jié)構(gòu)）的變形與振動(dòng)響應(yīng)；結(jié)構(gòu)變形反過來又影響周圍流場(chǎng)形態(tài)，形成雙向反饋循環(huán)。這種閉環(huán)反饋對(duì)于準(zhǔn)確分析風(fēng)致結(jié)構(gòu)變形、振動(dòng)疲勞乃至極端風(fēng)荷載下的結(jié)構(gòu)安全性至關(guān)重要。
（結(jié)構(gòu) / 裝甲 / 混凝土） → Lagrange
耦合方式 → 接觸 + 壓力映射
# ALE-FSI建模示意 model.fluid.domain = "ALE" model.solid.domain = "Lagrange" model.coupling.type = "FSI" model.explosive.eos = "JWL"
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個(gè)模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
p class="ql-table-cell-inner" data-table-id="5mbthzatnvg" data-row-id="gel1kr1gexq" data-col-id="xwb6t2gzcje" data-rowspan="1" data-colspan="1"><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">層的個(gè)數(shù)（用于復(fù)合材料的殼單元，及層結(jié)構(gòu)固體單元
- 全流程實(shí)操 - 結(jié)果驗(yàn)證” 的深度教學(xué)：
案例一：高速?gòu)楏w入水仿真（流體極端大變形 + 固體沖擊交互）
1) 問題特點(diǎn)：彈體高速?zèng)_入水中，水流產(chǎn)生破碎、飛濺等極端大變形，同時(shí)彈體與水體產(chǎn)生瞬時(shí)強(qiáng)沖擊，屬于典型的流體 - 固體強(qiáng)非線性交互；
2) 理論解析：講解 SPH 算法（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）的粒子離散原理，為何該算法適合處理流體破碎這類無網(wǎng)格畸變的大變形問題，以及沖擊載荷下固體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)理論
專題一：多種求解器功能及單元算法
主題：突破傳統(tǒng)有限元分析 - 光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）
內(nèi)容簡(jiǎn)介：對(duì)固體結(jié)構(gòu)的大變形分析通常需要特殊的數(shù)值技術(shù)來克服有限元分析（FEA）的局限性。其中一種方法是光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）方法。SPH是一種基于拉格朗日框架的無網(wǎng)格方法，因此非常適合分析高度畸變的連續(xù)體，如大變形的固體結(jié)構(gòu)或流體。
例如，通過對(duì)比固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，類比講解流體的壓力 - 速度關(guān)系，幫你快速建立流體力學(xué)的核心認(rèn)知，為后續(xù)耦合分析打下基礎(chǔ)。
2.
漢航NTS.LAB傳遞路徑分析 (TPA) 軟件模塊介紹7個(gè)月前
（1）結(jié)構(gòu)聲TPA（逆矩陣法）
針對(duì)固體結(jié)構(gòu)傳遞的振動(dòng)（如發(fā)動(dòng)機(jī)通過懸置傳至車身），通過測(cè)量響應(yīng)與傳遞函數(shù)反求等效激勵(lì)，再計(jì)算路徑貢獻(xiàn)。
圖2 TPA結(jié)構(gòu)聲傳播模型
A. 傳遞函數(shù)定義：
上式中Xi(ω)為接收點(diǎn)響應(yīng)， Fj(ω)為激勵(lì)力，ω為角頻率。
B.
STAR-CCM+在汽車行業(yè)中的應(yīng)用8個(gè)月前
參考案例-熱傳遞和輻射-基于部件的殼體：排氣管
參考案例-固體應(yīng)力-共軛傳熱和熱應(yīng)力：排氣岐管
參考案例-固體應(yīng)力-流體結(jié)構(gòu)相互作用：振動(dòng)管
參考案例-固體應(yīng)力-來自映射溫度數(shù)據(jù)的熱應(yīng)力：排氣岐管
參考案例-與 CAE 程序耦合-Simcenter STAR-CCM+ 至 Simcenter STAR-CCM+ 耦合：煙囪中的熱傳遞
參考案例-與 CAE 程序耦合-Abaqus
仿真科普｜駕馭風(fēng)場(chǎng)，筑風(fēng)為友：CAE風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)驅(qū)動(dòng)建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)9個(gè)月前
</p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(15, 133, 214);"> 流-固耦合仿真（FSI）：</strong>計(jì)算流體域的流場(chǎng)壓力實(shí)時(shí)作用于固體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，結(jié)構(gòu)的變形或振動(dòng)也反過來影響流體邊界的形狀及流動(dòng)狀況。
