落錘沖擊的案例
【案例】基于Radioss的 發動機下護板 落錘沖擊分析
難度指數：★★★
本案例中分析對象為 發動機下護板，對其進行落錘沖擊分析。判斷其是否會發生破壞。
其中，發動機下護板材料為 含玻纖的PP材料；落錘為鋼材。
通常情況下，落錘沖擊，或者跌落沖擊都有跌落高度，自由落體落下。
我們在分析時，不需要分析整個過程，只需要將落球或落錘位置調整為剛好要發生接觸的時刻，然后計算此刻的速度。
分析流程主要有以下主要步驟：
一、網格劃分及質量控制
二、落錘模型創建及定義
三、單元屬性
四、材料
五、接觸的創建
六、邊界條件
七、輸出控制
下面 重點介紹一下 以上步驟中幾個關鍵點和注意事項。
一、網格劃分及質量控制
對于實體單元，Radioss求解器支持一階或者二階的四面體和六面體單元，其他的單元(例如金字塔單元、楔形單元)會通過退化的六面體單元表示，盡量不使用這些單元。
對于發動機下護板，模型 L/t＞20 ，所以使用中面模型，2D單元。
預計發生接觸的部位注意要控制單元質量。
二、落錘模型創建及定義
對于落錘模型，要注意使用Pbody進行剛性連接。
三、單元屬性定義
每個 component需要 定義 card image 為Part
常用的2D 單元屬性設置如下：
每個卡片以及對應的意思請參考help文檔。
3D實體單元屬性
四、材料
本次分析使用了兩種本構模型的材料Law2和Law36。
落錘的材料
發動機下護板的材料 Mat_Law36
自帶失效模式，如果設置了失效，則達到破壞條件是可以選擇刪除單元，最后呈現的是斷裂破壞的效果。
五、接觸創建和控制
接觸包含 沖擊部位的接觸 和 自接觸。
最基本的要避免網格交叉(intersection)。
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展開 復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試關鍵要點，確保天舟貨運飛船飛行安全性
使用直徑為0.625英寸（16mm）的半球形沖擊器，將試樣支撐在剛性支撐夾具上，并在支撐底座中具有適當尺寸的窗口，使其承受面外集中沖擊，材料的抗損傷性根據試樣中留下的損傷大小和類型計算。
測試儀器
1、儀器化落錘沖擊試驗機
錘體的更換，針對用戶對不同試樣的沖擊要求，需不同更換不同質量范圍的錘體。錘體通過增加砝碼可滿足 8kg～23kg 重量的沖擊。錘頭的更換，用戶可根據各種試驗方法標準，更換符合標準的沖擊錘頭。
a、落錘沖擊頭應有導向裝置，沖擊點的重復性偏差應不大于3mm。試驗裝置應有防止二次沖擊的裝置。如果沒有防止二次沖擊的裝置，可以通過在沖擊頭離開試樣表面反彈后,用一片剛性材料(木頭,金屬等)插到沖擊頭和試樣之間，以防止二次沖擊。
b、落錘高度可調，高度標尺精度為0.5mm。沖擊試驗支撐夾具上下表面的平行度應能夠保證試樣支撐夾具上下表面的平行度應能夠保證試樣在受沖擊位置水平放置，導向銷必須保證試樣中心收到沖擊，鉸接夾及其橡皮頭，在試樣收到沖擊過程中能夠壓緊試樣。
2、沖擊后壓縮試驗夾具
注：沖擊后壓縮試驗夾具應具有足夠的剛度和尺寸精度，以保證試樣均勻受壓，并且不會發生屈曲。
3、千分尺
4、試驗條件
壓縮速度：1.25mm/min土0.5mm/min。
試驗溫度：在室溫（23°）和相對濕度小于60%條件下進行
沖擊能量的計算：
測試流程
1、試樣的制備
1）試樣形狀及尺寸
試樣形狀及長度、寬度尺寸如圖所示試樣尺寸公差為士0.25mm。
展開 聚合物基復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試標準解讀及主要挑戰分析
但這類材料存在一個關鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進而大幅降低其承載能力，嚴重威脅結構安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression After Impact, CAI）性能測試，成為復合材料研發、質量控制、選型決策中不可或缺的核心環節，更是連接實驗室標準與市場實際應用的關鍵橋梁。
Background
什么是CAI測試？
很多人將CAI測試誤解為單一的沖擊實驗，實則不然——它是一套完整的系統性能評估流程，核心目的是模擬復合材料在實際服役中“遭遇低能量沖擊后繼續承載”的嚴峻工況，精準考核材料受損后的剩余壓縮強度。
其測試邏輯可概括為兩步：
第一步，通過標準化的落錘沖擊或準靜態壓痕方法，在復合材料層合板試樣上引入可控、可重復的損傷，模擬實際使用中可能遇到的沖擊場景；
第二步，將已產生損傷的試樣固定在專用支撐夾具中，進行壓縮試驗直至失效，最終測定其壓縮殘余強度，以此判斷材料在受損后的結構可靠性。簡單來說，CAI測試就是給復合材料做“抗沖擊后的耐力測試”，直接決定材料能否在復雜工況下安全服役。
Standard
檢測標準解讀
當前，業界普遍遵循ASTM D7136（落錘沖擊）與D7137（壓縮殘余強度）標準體系。這些標準詳細規定了從試樣制備、沖擊引入到最終壓縮測試的全過程。
1. 核心試樣
標準推薦針對厚度為4.0至6.0毫米,建議厚度為5mm的層合板進行測試，鋪層方式對結果有決定性影響。
展開 abaqus顯式接觸厚度問題
我做了一個落錘沖擊梁的模型，落錘用的離散剛體，加工成殼，用動力隱式可以計算，但用動力顯式就報錯。
動力隱式容易不收斂，所以現在不知道在顯式中怎么改。
For two-dimensional models, if a non-unity thickness is specified for two-dimensional solid elements and these elements are involved in an interaction such as contact, the same thickness should be specified for the out-of-plane thickness of the corresponding surface under *surface interaction.
展開 