abaqus桿撞擊模擬
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus桿撞擊模擬的視頻教程
SHPB試驗簡介及數值模擬（脈沖輸入法，無撞擊桿）
本次主要介紹如何將試驗中的信號輸入到ABAQUS中，常規數值模擬通常是采用子彈撞擊入射桿產生入射波，這樣做出來的數值模擬效果和試驗差距往往較大，尤其是試驗中添加了脈沖整形的時候。采用直接輸入脈沖載荷的方法可以有效避免這一情況的發生，并且可以和試驗結果更好的進行比較。
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ABAQUS-鐘擺撞擊鋁板模擬
本案例基于ABAQUS/Explicit模擬了鐘擺撞擊鋁板過程，擺球以剛性體建模，鋁板采用S4R單元，厚度3mm，采用inp文件shear failure關鍵字定義剪切失效。輸出鄧星塑性應變，支反力歷史變量。?
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ABAQUS-橫梁撞擊模擬wmv
本案例基于ABAQUS/Explicit模擬了一個剛性圈以一定的速度（25m/s）撞擊一橫梁的過程。橫梁采用 S4R單元，厚度3mm，長1m，兩端固定，剛性圈施加位移載荷0.1m，模擬時長0.004s。輸出橫梁的應力應變變化過程，橫梁發生嚴重塑性變形。
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abaqus桿撞擊模擬的實例教程
Abaqus顯示動力學模擬臺球撞擊案例教學 ￥9.99
? 網格尺寸對計算結果影響較大，本案例統一設置為50mm，需保證各部件網格均勻劃分；雖會降低部分撞擊細節捕捉精度，但能大幅提升計算效率，若需更高精度可適當減小尺寸，平衡計算效率與結果精度。
? 兩步分析步的載荷銜接需準確：step-2球桿退場速度需指定步驟為“step-2”，確保僅在兩球碰撞階段生效；同時需刪除臺球A的初始固定約束，避免影響撞擊運動。
? 提交作業前需核查step-1、step-2的時間周期合理性，確保step-1足夠完成撞擊、step-2足夠完成碰撞；可通過預計算或參考相似案例調整時間參數。
? 球桿撞擊速度和退場速度需合理設置：撞擊速度過大易導致臺球A應力超標，退場速度需確保球桿快速脫離碰撞區域，避免干擾兩球運動軌跡。
六、總結
本案例通過Abaqus顯示動力學模塊設置兩步分析步，完整模擬了“球桿撞擊臺球A-臺球A撞擊臺球B”的全流程，新增球桿退場設置避免了結果干擾，涵蓋多步驟分析步配置、分階段載荷施加、多接觸對管控等關鍵操作。學習者通過本案例可掌握多階段瞬態撞擊問題的模擬思路，深入理解分步驟分析中載荷銜接、時間周期匹配的核心要點，以及顯示動力學在復雜多體交互問題中的應用技巧。在實際應用中，可通過調整兩步分析步的時間周期、球桿運動參數等拓展模擬場景，進一步提升Abaqus軟件的綜合應用能力。
七、附件說明
(1) 完整教學文檔：《Abaqus顯示動力學模擬臺球撞擊案例教學.pdf》，包含本案例全流程的詳細圖文講解、操作步驟及注意事項補充。
(2) 模型文件：taiqiu.cae，為案例的Abaqus原生模型文件，可直接用Abaqus軟件打開，包含所有部件、材料、裝配、分析步等設置。
(3) 輸入文件：taiqiu.inp，Abaqus分析的輸入文件，可用于提交計算或二次修改模型參數。
展開 基于<a href="/major/abaqus三維霍普金森桿的模擬
1.背景
道路等應用巖石工程是國民經濟建設的基礎性工程之一，是社會發展進步的重要支撐。然而，在開挖過程中，變形、破壞等災害嚴重影響了圍巖的穩定性。通過研究巖石在3D應力狀態下的變形規律，可以得到巷道的變形破壞機制，對于防災和指導工程實施具有重要意義。準靜態條件下巖石材料在單一應力和復雜應力的加載下，其力學性能和變形特性已經研究的比較充分，然而在復雜應力狀態下，尤其是具有沖擊擾動下的巖石變形和強度特性研究的很少。
2.有限元模型
根據實驗室現有的三維霍普金森桿裝置進行簡易建模。
2.1發射系統：撞擊桿尺寸：外徑40mm*400一支。
2.2桿件：X軸方向：入射桿長2000mm，透射桿長2000mm，吸收干長2000mm，各一支；Y軸方向：圍壓桿長：1500mm，2支；Z軸方向：圍壓桿長：1500mm，2支；桿件采用高強鋼，經過熱處理，屈服強度不小于900MPa，桿件為方形桿，截面為50mm*50mm。
2.3.試樣尺寸：50mm*50mm*50mm。
2.4具體部件：
3.任務
觀察試樣在三軸應力狀態下，沿著某一個方向沖擊的材料動態響應。
4.abaqus模擬過程
4.1 創建部件：先創建三個方向的桿件和試樣。
4.2 材料屬性：
桿件和撞擊桿的材料是鋼：密度7850kg/m3 、楊氏模量和泊松比分別為：210Gpa、0.3。
試樣材料：密度3000kg/m3、楊氏模量和泊松比分別為：210Gpa、0.3。
70Gpa、0.27。塑性屈服應力：100Gpa、塑性應變為0。
4.3裝配：把試樣裝配在6根桿正交的中心。
4.4分析步：選擇靜力通用。
4.5相互作用：選擇表面與表面接觸。
展開 這里我們通過一個四周受限三維桿來模擬一維桿的應力波傳遞問題。桿的一端固定約束，一端自由。彈性模量207Gpa，泊松比0.3，密度7.8g/cm3。桿件自由端承受沖擊載荷，載荷大小為100Kpa，持續時間3.88e-5s。
（一）建模過程介紹
這里重點介紹沖擊載荷的建立過程，其它步驟與一般動態分析步驟相同。由于沖擊載荷是瞬時施加的，持續一段時間之后載荷大小忽然變化為零。這樣一個隨時間變化的載荷或邊界條件可以通過ABAQUS的Amplitude功能實現，我們首先定義一個幅值曲線。執行Tools/Amplitude/create命令，在Create Amplitude對話框中，將幅值曲線命名為Impact,Type選項選為Tabular表格輸入，單擊Continue
按鈕繼續，在Edit Amplitude對話框中輸入下圖所示數據。
（一）關于顯示算法的條件穩定及網格劃分
我們使用顯示算法進行波傳遞的模擬，有必要了解下顯示算法的條件穩定問題。簡單來說就是時間增量步長不能大于某一數值，稱為穩定時間步長限制值。當增量步超出這一數值時，會導致計算結果無邊界的振蕩發散。大部分情況下，要精確確定穩定增量時間步長是很困難的，因此，在計算中選擇穩定時間增量步長通常要保守一些。對于無阻尼的情況下，穩定時間步長限
模型的最大頻率與很多因素有關，ABAQUS/Explicit還提供了一個簡便且保守的估計方法，它從每個單元的角度出發，而不是對整個模型進行考慮。研究表明從各個獨立單元確定的最大頻率總是比整個模型的最高頻率要高。因而有：
由于我們這里關注的是波在桿件中的傳播，因而必須將網格劃分得足夠細。經驗表明，沖擊載荷的跨度在10個單元內是較為合適的。由載荷的持續時間得知沖擊載荷結束后波傳播的長度為0.2m。因此，每個單元的長度為0.02m。
展開 ABAQUS/VUMAT仿真
? 模型
彈塑性本構是學習ABAQUS子程序的入門級本構，在這個基礎上，綜合前面的應變率效應，很容易就能寫出來相應的VUMAT子程序。
然后按照實際試驗的尺寸，建立如下模型：
注意，入射桿和透射桿也要如實建立模型。
? 計算結果
按照上面的方法，調用VUMAT，得到入射桿和透射桿應變的結果如下：
不同應變率下的應力應變關系如下所示：
上面的結果趨勢和教材以及文獻的結果都是符合的，說明我們本構的編寫和數據的處理都是有效的。
如此的假期不易得，知識和技術更不易得。加油吧，在家橫躺的少年。
最后，有仿真需求歡迎大家通過“320科技工作室”微信公眾號聯系我們。
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一、案例概述
1.1 案例目的
本案例旨在幫助學習者掌握利用Abaqus顯示動力學模塊模擬臺球撞擊過程的完整流程，包括幾何建模、材料定義、接觸設置、分析步參數配置、網格劃分及結果后處理等核心操作。通過本案例的學習，學習者能夠深入理解顯示動力學在解決瞬態撞擊問題中的應用原理，掌握撞擊過程中速度、應力、接觸力等關鍵物理量的提取與分析方法。
1.2 問題描述
模擬“球桿撞擊臺球-臺球正碰
基于<a href="/major/abaqus三維霍普金森桿的模擬
1.背景
道路等應用巖石工程是國民經濟建設的基礎性工程之一，是社會發展進步的重要支撐。然而，在開挖過程中，變形、破壞等災害嚴重影響了圍巖的穩定性。通過研究巖石在3D應力狀態下的變形規律，可以得到巷道的變形破壞機制，對于防災和指導工程實施具有重要意義。準靜態條件下巖石材料在單一應力和復雜應力的加載下，其力學性能和變形特性已經研究的比較充分
這一期我們聊下，通過ABAQUS/VUMAT，如何研究材料的高應變率動態特性。具體的就是模擬Hopkinson桿（SHPB）試驗。
1. 材料的應變率敏感性
為了研究這個問題，我翻箱倒柜，找到了當年讀書時候的教材。
余同希版本的《工程塑性力學》在第11章對塑性動力學相關內容做了簡介。其中就涉及高應變率下材料的動態特性以及SPHB試驗的內容。
不過遺憾的是，當年這門課程老師并未上到這
這里我們通過一個四周受限三維桿來模擬一維桿的應力波傳遞問題。桿的一端固定約束，一端自由。彈性模量207Gpa，泊松比0.3，密度7.8g/cm3。桿件自由端承受沖擊載荷，載荷大小為100Kpa，持續時間3.88e-5s。
（一）建模過程介紹
這里重點介紹沖擊載荷的建立過程，其它步驟與一般動態分析步驟相同。由于沖擊載荷是瞬時施加的，持續一段時間之后載荷大小忽然變化為零。這樣一個隨時間變化的載荷或邊界條件可以通過
