網球拍的案例
abaqus網球拍運動
abaqus網球拍運動
網球拍擊打網球瞬間受力分析（ABAQUS）
生活中無處不存在力學，今天給大家分享一位學力學的網球愛好者的作品，看看他是如何鉆研“技術”的。
1. 網球旋轉截面
旋轉就可以了 方便計算 我用的剛體
2. 球拍截面
建模不用說了
3. 賦予不同截面
4. 網球
5. 分析結果
文章來源公眾號 CAE專家網
有限元基礎-接觸非線性3
依然以網球為例，當網球拍的線密度比較小時網球會明顯的部分穿透網線，極端情況下網線之間的距離大于網球直徑時網球會直接完全穿透球拍到球拍的另一側去，相反當網線很密時，不用說網球也更難穿透網球拍。
按照上述接觸面與目標面的穿透關系，還可以總結出以下關于如何選擇接觸面和目標面的規律：
1.當凸面與凹面或平面接觸時，凸面定義為接觸面；
2.細網格與粗網格發生接觸時，選擇細網格作為接觸面；
3.軟硬差距比較大物體接觸時，軟體的面定義為接觸面；
4.高階單元與低階單元發生接觸時，高階單元作為接觸面；
5.一個大面與一個較小的面發生接觸時，選擇小面作為接觸面。
實際在建立接觸關系時由于模型的復雜性有時候不容易一眼就可以確定如何定義接觸面和目標面，在考慮上述原則的基礎之外還可以從最原始的接觸面與目標面之間的穿透關系出發來定義接觸面和目標面，或者分別交換設置觀察計算結果來判斷如何設置更合理。
下面以一個實例說明：
上圖是模擬橡膠圈的壓縮過程（軸對稱模型），中間圓形是模量為3MPa的橡膠材料，上下支撐和下壓件都是鋼，而且從網格上來看鋼的網格明顯粗于橡膠的網格，當壓板與橡膠圈接觸時如果選擇橡膠作為目標體壓板作為接觸體那么計算出的穿透量如下圖為0.02mm。
當交換接觸面和目標面，將網格比較粗的壓板作為目標體，網格比較細的橡膠圈作為接觸體之后再重新計算，穿透量降低為下圖的0.011mm。
展開 2017全球碳纖維復合材料市場報告（四）
談及碳纖維體育器材產業，就不得不提中國臺灣清華大學吳泉源先生的文章-“奠定復材製造王國的領航者－中國臺灣網球拍產業發展回顧”，文中提到“1978 年由光男公司從國外引進碳纖維復合材料，開始制造碳拍之后，短短的幾年間，不但淘汰了木製球拍，改變了世界網球拍的產銷結構，成為網球拍王國，而且奠定了中國臺灣在全球復合材料加工技術上重要的地位。”在文章的最后，吳先生充滿激情的表達了“這是一個世界級的技術史故事。中國臺灣網球拍產業奮斗的歷史軌跡，至今依舊是許許多多產業努力奮進的標桿。”從網球拍開始，中國臺灣持續努力，在高爾夫球桿、釣魚桿、曲棍球桿、自行車等各個碳纖維領域，均取得了舉世矚目的佳績，通過在大陸的投資設廠，將大陸的碳纖維體育器材帶動起來，這個淵源我們不應該忘記。
碳纖維體育器材，全球絕大部分制造在大中華地區，歐美日本品牌商主要是品牌運營，參與技術研發的投入不多，我們企業的利潤空間有限，技術創新能力也有限，導致目前的主流工藝大量依靠人工，缺乏自動化，因此制造成本也較高，這些因素共同導致了產品價格高昂，不能普及到尋常百姓家。體育器材有著與工業產品迥異的“輕量化價值”，我們的汽車工程師可以在他的零件上算計每一分錢，個人購買體育器材時，他會因為1克重量和手感，毫不猶豫多支付幾百元。
先進體育器材與科學訓練方法正成為提高運動成績的有力支撐; 在提升運動成績的同時，先進體育器材可獲得美譽度，利于器材在群眾體育中的推廣，形成品牌效應，從而形成高利潤產業，并反哺競技運動獲得更好的成績，為運動員的退役后提供更多的職業選擇。體育器材是將碳纖維材料優勢發揮得淋漓盡致的領域：陸海空、冰水雪，處處可見碳纖維料替代天然材料與金屬材料而產生的“更快、更高、高強”競技傳奇，也衍生出一輪輪波瀾壯闊的工業技術創新輝煌。
展開 
網球及網球訓練模擬
這是一個網球、網球拍以及網球訓練模擬的練習。
主要目的：1，研究網球的材料，網球流體（氣體）空腔的建模；
2，研究球拍繩的材料，以及安裝預應力的大小問題；
3，研究網球的運動軌跡等問題。
本練習模擬了兩次擊球的過程，以下是動畫以及和網球運動(第一次擊球）有關的性質曲線。
我是用“Surface-based fluid cavities”的方法建模的，沒有考慮氣體的流入流出問題。
我用了以下卡片：
*FLUID CAVITY
*FLUID BEHAVIOR
*MOLECULAR WEIGHT
*CAPACITY
*INITIAL CONDITIONS,TYPE=FLUID PRESSURE
這是與球腔體有關的性能曲線：
tennis.part2.rar
tennis.part1.rar
展開 網球及網球訓練模擬
這是一個網球、網球拍以及網球訓練模擬的練習。
主要目的：1，研究網球的材料，網球流體（氣體）空腔的建模；
2，研究球拍繩的材料，以及安裝預應力的大小問題；
3，研究網球的運動軌跡等問題。
本練習模擬了兩次擊球的過程，以下是動畫以及和網球運動(第一次擊球）有關的性質曲線。
這是ODB文件
tennis.part2.rar
tennis.part1.rar
用“Surface-based fluid cavities”的方法建模的，沒有考慮氣體的流入流出問題。
我用了以下卡片：
*FLUID CAVITY
*FLUID BEHAVIOR
*MOLECULAR WEIGHT
*CAPACITY
*INITIAL CONDITIONS,TYPE=FLUID PRESSURE
這是與球腔體有關的性能曲線：
展開 工業產品設計的常用材料及特性——陶瓷篇
在這些應用當中，因石墨有著良好的強度和濕度的比例，使其具有良好的能量吸收特性，從而使得石墨在高級體育用具（如網球拍及高爾夫球棍）中占據了有競爭力的市場地位。
石墨呈鐵灰色，具有金屬光澤。石墨質軟并且具有滑膩感。石墨通常分為三種：晶狀結構的片狀石墨、柔軟的非結晶結構石墨、最具商用價值的合成石墨。石墨的成層結構使得石墨具有光滑、與眾不同的感覺，并使其成為高溫環境下極佳的潤滑劑。
材料特性：可吸收能量；良好的強度與重量比；摩擦系數小；無毒；優良的機械加工性能；良好的抗化學腐蝕能力；導電性好；高溫下穩定，強度高；優良的耐熱沖擊能力
典型用途： 各種形態的石墨在工業領域被大量投入應用。非結晶石墨混入黏土可做成石墨鉛筆。石墨的多種多種符合形式材料可用來加強塑性，使制品更為輕捷、促進吸收能量、增強強度和硬度。常見應用如高爾夫球棍、網球拍、曲棍球桿。石墨抗高溫的能力使其常被用于折射望遠鏡、航天飛機及交通工具。
8. 氮化硼
氮化硼雖然在化妝品中的用量不多，通常在化妝品中只添加了3%到10%的硼，但這些成分能較好地附著在皮膚上，讓肌膚看起來顯得更為嬌嫩、潤滑。
各種不同等級的氮化硼被應用于大量迥然不同的產品當中。和金剛石、氮化硅一樣，立方氮化硼晶體也是世界上最堅硬的材料之一，是制作切割工具的極佳材料。
氮化硼分為兩類型：一類是同石墨類似的具有耐高溫特性的六方氮化硼，以其光滑、柔細的特性為人所知；另一類是立方氮化硼，它則具有極佳的硬度，通常被用于切割、研磨及鉆孔。
材料特性：絲般光滑；極佳的附著性；有各種級別產品，可廣泛應用于大量產品；不可轉化性；良好的潤滑性；化學性質不活潑；無毒
典型用途： 高純度的氮化硼粉末可用于如粉底霜、口紅、眉筆等化妝品中。它良好的潤滑特性使其在很多的原料及工業生產加工中將摩擦減到最小。
— END —
展開 鈦鋼、鎢鋼、不銹鋼的區別與應用場景
鈦鋼的重量輕且強度高，適合用在體育器材種，比如高爾夫球桿、自行車車架、網球拍等都非常適合使用鈦鋼材質制造。
5-以及核工業、海洋工程、電子化工、汽車制造等多種領域中。
二、鎢鋼
鎢鋼并不屬于鋼，是硬質合金。鎢鋼一般含鈷不含鐵。嚴格來說包含鎢鋼在內的硬質合金算是金屬陶瓷的一種；
1-建筑&機械制造領域；由于其具有高硬度、高強度、耐腐蝕、耐磨性等諸多特點，鎢鋼通常被用于加固鋼筋混凝土、防爆門、防盜窗等建筑材料和制造刀具、車刀、銑刀等加工類工具。
2-化工&醫療領域；同鈦鋼一樣，鎢鋼也適用于化工和醫療領域。鎢鋼可用于制造耐腐蝕的容器、管道、泵等設備，也可以應用于制造手術刀、醫療器械，輔助提高醫療器械的使用壽命和安全性；
三、不銹鋼
我國不銹鋼產業發展起步較晚，在改革開放之前，不銹鋼主要應用于工業和國防中，隨著社會各方面經濟力量的大力發展，不銹鋼材質目前多用于餐具、家用電器、機械制造、建筑裝飾、煤炭等領域；
以上材質均是目前市面上流行的cnc數控加工材料。歡迎大家來電垂詢、實地來訪擁有20年五金零部件加工、汽車改裝配件加工、攝影器材及音響設備精密零件加工、陽極氧化加工服務經驗的深圳市一鑫創研公司。
展開 先進復合材料在民用領域需求強勁
在體育休閑領域中，先進復合材料可以應用在網球拍、釣具、自行車、三腳架、滑板等產品中。
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關于結構動力學計算知識清單
一個網球拍框架如何設計得既能承受網球的沖擊，又能容許其稍稍發生彎曲。
解決辦法：進行 瞬態動力學分析 來計算結構對隨時間變化載荷的響應。
3）回轉機器對軸承和支撐結構施加穩態的、交變的作用力，如何分析這些作用力隨著旋轉速度的不同所引起的不同的偏轉應力。
解決辦法：進行諧分析來確定結構對穩態簡諧載荷的響應
4）如何使位于地震多發區的房屋框架和橋梁設計滿足能夠承受地震載荷的要求。
解決辦法：進行譜分析來確定結構對地震載荷的影響
5）如何分析太空船和飛機的部件是否一定能夠承受持續一段時間的變頻率隨機載荷作用。
解決辦法：進行隨機振動分析來確定結構對隨機震動的影響
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展開 技術案例|廣島縣立技術研究所通過Pam-Form研究碳纖維工藝及量產可能性
碳纖維廣泛用作CFRP（碳纖維增強塑料）與塑料結合，用于高爾夫球桿桿，釣魚竿，網球拍等。對于大型飛機例如波音787，飛機上超過50％的部件采用的都是CFRP。由于輕，強，無銹的材料特性，材料也適用于汽車車身。目前，它僅用于一些豪華車，但如果生產和加工成本降低，CFRP也將用于普通車輛的車身，將大大提升汽車性能。
碳纖維項目團隊的目標是什么
廣島有許多與汽車有關的中小企業。碳纖維項目團隊正在測試和研究CFRP加工技術，以便當CFRP在未來的汽車中使用時，這些中小企業可以順利接收訂單。
廣島縣有很多高科技金屬沖壓公司，我們可以期待CFRP在沖壓方面的潛力。CFRP加工研究屬于工業技術中心的研究主題，該中心為該地區內的公司提供新領域的技術方面的支持。
當中小企業進行CFRP處理時，重要的是什么？
確立能夠以低成本進行加工的技術很重要。我們已經知道CFRP具有優秀的材料特性。但是現在，因為生產成本和加工成本都很高，所以還無法量產。
期望材料制造商降低材料成本。我們的研究所致力于降低加工成本，即“提高材料產量”和“縮短生產周期”，并已提交多項專利。
CFRP有什么樣的加工法?
CFRP有很多加工方法，比如“熱壓罐成形”、“熱塑沖壓成形”、“RTM成形”等。
在熱壓罐成型中，利用了“熱固性樹脂和碳纖維復合材料，加熱熱固性樹脂，使其固化的性質。具體做法是使用大型壓力鍋，用高溫、高壓成形。在飛機、新干線、賽車、人造衛星等宇宙技術中使用的CFRP大部分零件都是用熱壓罐成形法加工而成的。
在“熱塑性壓塑成形”中，利用“熱塑性樹脂和碳纖維復合材料，熱塑性樹脂加熱后就會變得柔軟”的性質進行壓塑成形。
展開 
模態分析的目的與意義
我們使用模態分析有助于設計所有類型的結構，包括機車、航天器，宇宙飛船、計算機、網球拍、高爾夫球桿……
大國之材 | 杜善義院士：碳纖維開啟了我人生的另一半精彩
時光流轉，如今碳纖維復合材料在民用層面同樣大放異彩，大到“C919”大飛機，小到釣魚竿、網球拍，碳纖維以另一種輕盈之姿進入到我們的生活之中。杜善義對新材料在線?表示，如今的飛機甚至已經將以碳纖維為代表的先進復合材料的應用量視為一架飛機的科技水平，這也是航空飛機參與市場競爭的一個重要標志。
“‘碳氏家族’新增的這個成員非常有意義，因為碳纖維復合材料它本身有很多的優越性，在一定意義上它是顛覆性技術，是別的一些傳統材料不可替代的，碳纖維也是典型的軍民兩用的戰略性新興材料。”杜善義表示，‘碳氏家族’每一位成員都意義重大，富勒烯、石墨烯、碳納米管、碳纖維、石墨塊等都曾引爆一時，但目前只有碳纖維的發展和應用是最活躍的。
在他看來，碳纖維能夠從“碳氏家族”脫穎而出，除了其本身不可替代的優越性能外，軍民兩用的融合發展更是起到了舉足輕重的推動作用。
他進一步解釋到：“我們認為它最初是一個‘貴族材料’，主要應用在國防、航空航天領域，但在當時供不應求、國家高度重視的情況下，一批民企的企業家非常有擔當、有責任地主動參與到碳纖維的技術研發及應用推廣中來，他們覺得這是一種使命感，積極滿足國家發展需求，因此中國碳纖維的發展，我認為民企起到非常重要的作用。”
據報道顯示，杜善義曾多次公開表達了對碳纖維行業民營企業家的關注及感謝，“我國的碳纖維及其復合材料技術之所以能夠取得明顯突破，以陳光威為代表的民營企業家們功不可沒，我很尊重他，我們應該永遠記住他。”
杜善義表示，碳纖維及其復合材料首先是參軍應用，滿足國防、航空航天的需要，經過國防應用層面的反復試驗、嘗試之后，積累了碳纖維的應用經驗，再輻射到能源、船舶、海洋、交通等民用層面去應用，反過來又帶動碳纖維企業的研發生產，這就形成了碳纖維的特色發展模式。因而，在杜善義看來，碳纖維是最典型的軍民融合的產物，值得其它行業借鑒。
展開 8種常見金屬材料，及金屬表面處理工藝介紹
典型用途： 高爾夫球桿、網球拍、便攜式電腦、照相機、行李箱、外科手術植入物、飛行器骨架、化學用具以及海事裝備等。另外，鈦也被用作紙張、繪畫以及塑料等所需的白色顏料。
金屬表面處理工藝
1、表面處理工藝簡介
利用現代物理、化學、金屬學和熱處理等學科的技術來改變零件表面的狀況和性質，使之與心部材料作優化組合，以達到預定性能要求的工藝方法，稱為表面處理工藝。請加微信公眾號：工業智能化(robotinfo) 馬云都在關注
表面處理的作用：
提高表面耐蝕性和耐磨性，減緩、消除和修復材料表面的變化及損傷；
使普通材料獲得具有特殊功能的表面；
節約能源、降低成本、改善環境。
2、金屬表面處理工藝分類
總共可以分為4大類：表面改性技術、表面合金化技術、表面轉化膜技術和表面覆膜技術。
一、表面改性技術
1、表面淬火
表面淬火是指在不改變鋼的化學成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火以強化零件表面的熱處理方法。
表面淬火的主要方法有火焰淬火和感應加熱，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰等。
2、 激光表面強化
激光表面強化是用聚焦的激光束射向工件表面，在極短時間內將工件表層極薄的材料加熱到相變溫度或熔點以上的溫度，又在極短時間內冷卻，使工件表面淬硬強化。
激光表面強化可以分為激光相變強化處理、激光表面合金化處理和激光熔覆處理等。
激光表面強化的熱影響區小，變形小，操作方便，主要用于局部強化的零件，如沖裁模、曲軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精密儀器導軌、高速鋼刀具、齒輪及內燃機缸套等。
3、噴丸
噴丸強化是將大量高速運動的彈丸噴射到零件表面上，猶如無數個小錘錘擊金屬表面，使零件表層和次表層發生一定的塑性變形而實現強化的一種技術。
展開 ABAQUS應用中的小技巧 附ABAQUS field output 中frequency 不同選項
◇ 網球拍框架設計上應該保證其承受網球的沖擊并且允許發生輕微的彎曲。
3、諧響應分析：用于確定結構對穩態簡諧載荷的響應。如：對旋轉機械的軸承和支撐結構施加穩定的交變載荷，這些作用力隨著轉速的不同引起不同的偏轉和應力。
4、頻譜分析：用于分析結構對地震等頻譜載荷的響應。如：在地震多發區的房屋框架和橋梁設計中應使其能夠承受地震載荷。
5、隨機振動分析：用來分析部件結構對隨機振動的相應。如：太空飛船和飛行器部件必須能夠承受持續一段時間的變頻載荷。
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模態分析（確定固有頻率）
1、密度。動力學中必須以某種形式定義部件動力學參數：質量、密度、轉動慣量等
2、只能用線性單元和線性材料
3、分析步必須：-----Linear Perturbation-------Frequency Extraction
4、一般采用一個載荷步，若研究不同位移約束效果，可以采用多載荷步
5、由于分析頻率和振行，不采用對稱模型，采用三維模型。
6、不適合六面體劃分，采用四面體單元-----C3D4
7、模態分析中，只有邊界條件起作用，其他載荷對模態分析結果無影響，即使施加其他載荷，子分析中也不起作用，因此在load中，可以只設置邊界條件，不設置載荷。
8、顯示頻率值：result---field output---step/frame
下載地址：ABAQUS field output 中frequency 不同選項的區別
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