abaqus玻璃仿真的案例
CFD玻璃熔爐仿真：CelSian 點狀網格上的玻璃熔爐模擬慶祝 2022 年國際玻璃年
作者Cadence CFD 解決方案
摘要： 計算流體動力學 (CFD) 不斷擴展其在不同領域的影響力，借助 CelSian 的仿真軟件 GTMX，可以對玻璃熔爐內的物理現象進行仿真和分析。GTMX 擁有專用模型，允許熔爐設計人員預測影響生產時間和質量的因素。CelSian 使用 Cadence? Fidelity? Pointwise? 作為網格生成軟件，在物理對玻璃生產過程至關重要的位置進行細化。使用計算機仿真技術，其中在 Fidelity Pointwise 中執行 CAD 導入和網格劃分，并在 GTMX 上求解仿真，可以在時間限制內測試具有多個設計標準的不同模型。
介紹
聯合國 (UN) 選擇 2022 年為國際玻璃年 (IYOG2022)，以慶祝玻璃為我們的生活帶來的變革，從用于高速互聯網連接的玻璃光纖到用于增強結構的新型創新玻璃設計建筑物和家用電器。聯合國已經解決了他們計劃到 2030 年實現的幾個目標點，其中包括：
組織突出玻璃、藝術和文化之間聯系的活動
為年輕人建立專注于科學和工程的全球聯盟
促進學術界、工業界和公共領域的玻璃研究
展示玻璃在推動文明發展中不斷變化的作用
在當今的技術時代，更快的周轉時間對于滿足客戶不斷增長的需求至關重要，無論是在通信還是醫療保健領域。為了實現可持續或可再生的目標，在最佳解決方案可用于商業化之前，有必要測試大量的玻璃模型。這就需要一種計算機模擬技術，可以預測玻璃窯爐的壽命、可再生能源對窯爐壽命的影響、對燃燒器的影響以及產品質量，而不是依賴既費時又費力的實驗又貴。
流體和熱的計算機模擬
計算機模擬的發展始于上個世紀。
展開 玻璃杯跌落仿真與車載導航屏碰撞仿真關系的研究 ￥10
下面就以玻璃杯跌落仿真分析的實例，引申出車載導航屏的碰撞分析，分析采用Abaqus顯示動力學求解器。
二、玻璃杯的跌落仿真
上圖為玻璃跌落仿真結果動態圖，分析前需要計算出碰撞時的初始速度來省略在空中的跌落過程，以便縮短分析時間，其次在模型中添加重力加速度。
而分析模型為了得到玻璃破碎的過程，需要對以下幾點進行設置：
1、 材料的脆性斷裂設置
創建脆性材料玻璃，包括彈性模量密度等，主要是創建Brittle Cracking。（具體參數設置與說明見附件教程）
2、Field Output里設置狀態輸出
3、單元設置
殼單元的類型最好選擇三角形單元，這樣裂紋會更隨機符合實際情況。如果是3D模型，則采用四面體單元。單元類型里設置單元刪除。
三、由玻璃杯的跌落仿真拓展到車載導航屏的碰撞仿真
車載導航屏中的玻璃屏幕為鋼化玻璃，強度比普通玻璃高，但是參數的設置方式是一樣的，且同樣采用顯示動力學求解器，這里要注意的是，不同的碰撞預設初始速度，會導致碰撞時產生不同的最大接觸力。
四、結論
對于整體模型的能量平衡方程為
E|內能+E|耗散能+E|動能-E|外力做功=constant
在上面分析模型中，外力做功為碰撞接觸力做的功。在分析系統中兩個相互作用的模型從接觸到破壞的碰撞過程中，系統的內能不斷增大，而動能則在減小，最大的碰撞接觸力也將出現在該過程中的某個時刻，如下圖。當內能達到某個數值，模型破壞，內能就停止增加，則動能也停止減少，系統的能量達到另一個平衡點。
展開 Feko仿真玻璃天線案例 ￥9.99
Feko仿真玻璃天線案例
某SUV前擋風玻璃沖擊破壞仿真分析
高聚物中間層對夾層玻璃力學特性及斷裂機理的影響研究[D].清華大學,2017.
[6] 林德佳. 基于固有內聚力模型的汽車風擋玻璃沖擊破壞仿真研究[D].華南理工大學,2018.
ANSYS Workbench顯式動力學實例 | PVB玻璃的沖擊仿真
1
問題描述
PVB玻璃中間含有PVB（聚乙烯醇縮丁醛）夾層，在沖擊時具有優異的吸能及粘附玻璃碎片的特性。現在根據實驗需要，進行鋼球與玻璃的碰撞分析。鋼球與以1m/s的速度撞擊玻璃，通過仿真確定撞擊過程中玻璃的變形和受力變化。
2
問題分析
這是一個典型的碰撞事件，時間短暫，只有5毫秒，需要使用顯式動力學分析模塊。建模時鋼球與玻璃間有很小的間隙，直接給指定的初速度。
3
分析過程
1.創建顯式動力學分析系統。
2.設置材料屬性：根據下表中所示的參數，建立兩種材料類型
表1 材料參數
類型
彈性模量(MPa)
泊松比
Windows
100000
0.23
PVB
280
0.495
3.創建幾何模型：使用SCDM建立幾何模型，模型如下圖所示，玻璃魚PVB的厚度關系見下表。因為PVB與玻璃膠粘中一起，在分析時，采用同一PART，共享拓撲形式。
4.設置連接關系：玻璃夾層之間直接共享拓撲，無需建立接觸對連接，只需要指定鋼球與玻璃間的相互作用關系即可
5.劃分網格：采用多域網格劃分形式，設置玻璃各夾層網格大小為2mm，劃分好網格如下圖所示。
6.設置邊界條件：對玻璃底部四個邊界施加固定約束，給定鋼球的初始速度為1m/s。
7.求解：計算時間為0.005s
8.結果后處理：提取出整體及各部分的應力隨時間的變化曲線以及各部分應力分布情況。
展開 玻璃纖維3D打印機仿真機器鳥，翱翔空中“以假亂真”
荷蘭男子用3D打印機仿真機器鳥，機器猛鳥翱翔空中“以假亂真”
鳥是人們都喜歡的一種動物，但是對于種植農田的人來說最討厭的二就是鳥，特別是鳥群，因為這些不速之客會偷吃農作物，不過這個問題至從一直大鳥的到來也都解決了。
這只鳥其實并不是真的鳥，而是荷蘭一位男子用玻璃纖維和尼龍，經3D打印機給打印出來的機器鳥，是專門用來嚇退機場和農田的鳥群的，這只機器鳥一共分為兩類，一個是游隼和老鷹。因為它們在鳥類食物鏈中屬于頂端，它們會捕食其他的鳥類，所以這樣足夠能嚇走其他的鳥類。
這種鳥十分的逼真，不僅是外形樣色和真的非常的相似，就連它在空中飛翔的樣子也十分的逼真。由玻璃纖維和尼龍經3D打印，即使摔倒地下也不會有事。飛行的方向和速度由人來操控，不過這位27歲的荷蘭青年正準備將它升級為自主飛翔。
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展開 彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
彈體高速撞擊擋風玻璃的FEM-SPH仿真對比分析
1選題意義：高速彈體侵徹的顯示動力學仿真已經有很多學者對此進行了透徹的研究，按照侵徹目標體建模采用的算法可分為彈體侵徹FEM目標體、彈體侵徹SPH目標體。FEM算法由于計算效率高、邊界條件易于處理而得到廣泛應用，采用SPH算法能夠更加準確反映大變形問題，如破碎、裂紋等物理想象而多被用于科學研究中。本文針對于此，分別采用FEM SPH算法建立了高速彈體沖擊擋風玻璃的仿真建模，對比了兩種不同建模方法實現沖擊擋風玻璃后損失形貌與實際形貌的準確度，總結了FEM與SPH算法各自的優缺點，最后對此類侵徹問題的發展趨勢做出了展望。
2有限元方法分析
2.1模型假設及建立
彈體高速沖擊擋風玻璃的模型中，玻璃相對彈體可以看成無限大平面，外，模型假設彈體沖擊玻璃中心區域，所以可以建立四分之一模型，以減小計算量。彈體及玻璃平面模型較為簡單，本文直接在ANSYS中進行幾何模型的建立，建模采用APDL語言建模。
2.2區域網格劃分
高速沖擊問題中，網格劃分精度影響最終計算結果。因此對玻璃平面劃分區域后，按照區域進行網格精度控制，在四分之一彈體下方直接與其接觸的玻璃部分網格劃分密一點，對四分之一玻璃邊界區域網格控制同樣需要精密一點，避免邊界應力集中，在遠離彈體直接接觸部分采用六面體稀疏網格，模型網格劃分結果如圖1所示。
圖1 模型網格劃分
2.3其他前處理
網格劃分完成后，進行其他在ANSYS中較為容易的前處理設置，如初始速度，求解時間，能量控制，輸入接觸力等，對于接觸設置，邊界條件設置等其他較為復雜的可以在LSPP中完成。（個人認為LSPP中對接觸，邊界條件的設置較為簡單）。
展開 汽車玻璃升降導軌以塑代鋼結構仿真設計
5 參考文獻
[1] 黃春田.汽車玻璃升降器輕量化的設計.汽車零部件[J]，2016，（11）：46-49.
[2] 楊琳.車門玻璃升降器理論研究綜述.汽車技術[J].湖南農機，2012，39（11）：107-108.
[3] 黃宇流.車門玻璃升降器的設計及運動仿真.無錫太湖學院學士論文[D]，2013，（5）：22-23.
[4] 王鈺棟，金磊，洪清泉，等.HyperMesh&HyperView應用技巧與高級實例[M]. 北京：機械工業出版社，2012，（08）：325-331.
[5] 周余瑾.汽車玻璃升降器設計研究.湖南大學碩士學位論文[D]，2011，（10）：9-10.
展開 基于ANSYS/LS-DYNA曲面手機玻璃的拋光仿真分析
有限元學科作為一種新興的專業軟件分析技術，分析數學，材料力學，特別是數字信息技術的快速發展極大地推動了產業和學科進步，本文基于ANSYS有限元顯式動力分析軟件，模擬拋光時的運動狀態，改變聚氨酯材料拋光絲的彈性模量進行多次仿真計算，分析不同彈性模量的聚氨酯拋光絲對拋光時玻璃表面應力和波動率的影響大小。
模擬仿真時應該注意對時步和對沙漏的控制，應盡量避免出現沙漏模態，以確保模擬的準確性和計算效率；網格劃分一般分為四面體和六面體網格，系統一般會優先選擇四面體網格；材料模型的選擇上，本次仿真模擬拋光過程所用的材料是通過選擇LS-DYNA的本構模型的基礎上修改其中所需參數來進行分析計算的主要參數見表1。
表1 材料參數
本文主要從對比不同彈性模量的聚氨酯與玻璃拋光摩擦時玻璃受到的力學變化分析，并且根據分析后的變化進一步分析單元的等效應力應變云圖。下圖為4個運動應力變化分別在2 ms、10 ms和20 ms和40 ms的情況下的云圖。
圖1 不同時刻的應力云圖
拋光絲的波動率變化，拋光絲在Z軸方向的位移量會導致表面應力發生大的變化，工件表面的壓力不穩定會進一步影響整個工件表面的平整度，在高速轉動的情況下會使工件產生脆性斷裂，因為聚氨酯拋光絲是一種彈性體，這就要求在選擇材料的時候不一定彈性模量越高越好，同時還要考慮其波動率。
圖2 10 MPa下Z軸速度變化
圖3 20 MPa下Z軸速度變化
圖4 30 MPa下Z軸速度變化
圖5 40 MPa下Z軸速度變化
由折線圖可以較為明顯地看出彈性模量在10 MPa和40 MPa情況下波動要大于彈性模量20 MPa和30 MPa。
展開 玻璃纖維3D打印機仿真機器鳥，翱翔空中“以假亂真”
荷蘭男子用3D打印機仿真機器鳥，機器猛鳥翱翔空中“以假亂真”
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展開 ABAQUS-裂紋擴展-玻璃杯跌落碰撞破碎例子
ABAQUS-裂紋擴展-玻璃杯跌落碰撞破碎仿真
玻璃杯自由落體，與地面碰撞時刻出現裂紋并開始擴展，最后整體破碎。
裂紋 碰撞 破碎 跌落 Brittle Cracking 脆性開裂
歡迎大家觀看。課程網址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13334
[VirtualLab論文] VirtualLab Fusion仿真精密玻璃模壓成型所造成的衍射條紋
[圖片]
Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協同仿真服務功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協同仿真服務沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務二進制文件夾寫入系統path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環境變量。
7）協同仿真時，數據是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數建議使用SI單位制。
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