沖擊跌落仿真的案例
現場公開課 | Ansys LS-Dyna結構沖擊跌落仿真應用培訓
電子產品、電動工具以及包裝類產品在實際使用過程中會存在意外跌落風險，跌落后產品功能是否正常、產品外觀是否損壞嚴重、內部連接是否失效等等這些都給設計提出了重大挑戰，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產品性能和洞悉產品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學分析軟件Ansys LS-Dyna對產品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
01、培訓目標
1.掌握如何使用Ansys LS-Dyna軟件對產品沖擊/跌落工況進行仿真分析;
2.理解LS-Dyna關鍵字并對關鍵字進行編輯；
3.學習Ansys Workbench環境對LS-Dyna進行前處理以及LS-Prepost對LS-Dyna進行后處理。
展開 鋼管沖擊碰撞仿真分析
PIPE-WALL.mp4
簡介：生活中管材類結構最為常見，通常作為支撐結構件存在于各種汽車、機器以及建筑行業中，這些作為結構支撐的管類材料在受到沖擊時會產生不同程度的變形，為了分析這些支撐管在撞擊作用下的應力分布、變形程度以及薄弱區域，使用有限元軟件進行預研究就變得十分重要。通過建立一個簡單點的方形結構鋼材料在受重力沖擊時薄弱區域的變形模型，對重物沖擊下的受力變形進行分析，以及對類似情況進行歸納，可以演化出多種沖擊和跌落仿真模型。
仿真：通過建立Q235鋼的有限元模型，對方管受到重物沖擊碰撞時產生的應力應變情況以及材料薄弱位置行為進行分析。由于右側墻體視為剛性體，為了加速計算仿真結果，材料屬性進行簡化設置，分析步設置為顯示動力學分析，歷史輸出中主要是分析左側沖擊重物的位移和方管撞擊剛性墻時的沖擊力。在接觸屬性中，對分析中的剛體進行定義，對方管和左側重物之間進行綁定，對方管和右側剛性墻使用面面接觸屬性。由于是沖擊載荷，因此在載荷分析模塊中，除了定義邊界條件以外，還要在預定義場中定義初始的速度沖擊，通常在跌落和沖擊仿真中都是預定義場定義載荷。網格劃分就比較簡單了，兩個剛體進行簡化處理，方管進行sweep網格畫法，都做好就可以計算了。
分析：從圖中和視頻中可以看出來，左邊是建立的一個剛性面，這個剛性面既可以假設為一個墻體，也可以假設為是地面，右邊是一個200kg的重物，也可以假設為是運動中的汽車，此時中間的方形鋼管不能用來跳鋼管舞只能是受到擠壓作用產生形變，實際生活中也可能是汽車的框架結構。
展開 Ansys LS-Dyna結構沖擊跌落仿真應用培訓
視頻簡介
電子產品、電動工具以及包裝類產品在實際使用過程中會存在意外跌落風險，跌落后產品功能是否正常、產品外觀是否損壞嚴重、內部連接是否失效等等這些都給設計提出了重大挑戰，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產品性能和洞悉產品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學分析軟件Ansys LS-Dyna對產品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
干貨視頻 | Ansys LS-Dyna結構沖擊跌落仿真應用培訓
視頻簡介
電子產品、電動工具以及包裝類產品在實際使用過程中會存在意外跌落風險，跌落后產品功能是否正常、產品外觀是否損壞嚴重、內部連接是否失效等等這些都給設計提出了重大挑戰，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產品性能和洞悉產品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學分析軟件Ansys LS-Dyna對產品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
跌落損傷、沖擊仿真資料免費領（附官方教程）
在電子/家電領域，仿真典型工況，材料數據獲取，以及相關解決方案有著深入研究。
直播內容
Radioss 2020 求解器針對電子/家電行業新功能
Radioss 求解器針對跌落、準靜態仿真的功能亮點
考慮損傷累計的多工況仿真：多次跌落，滾筒測試等
報名福利
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展開 不同沖擊速度及沖擊方式對薄壁不銹鋼鋼管材料沖擊的影響仿真
不同沖擊速度及沖擊方式對薄壁不銹鋼鋼管材料沖擊的影響仿真
1仿真背景
眾所周知，基于各種動力學仿真軟件進行沖擊與跌落的仿真實驗一直備受重視。而對于薄壁鋼管材料的沖擊仿真實驗由于沖擊速度與沖擊方式不同，便會帶來差異化結果。因此，針對不同的工況，需要合理采取不同的沖擊方式設置，以期得到合理的結果。本文旨在建立恒定式沖擊速度、正弦式交變沖擊速度、三角波式沖擊速度、鋸齒波沖擊速度及矩形波沖擊速度5種不同沖擊速度及方式對鋼管的沖擊仿真模型，為沖擊仿真實驗提供理論參考。
2模型建立
薄壁鋼管的截面是矩形的對稱面，因此本文建立矩形薄壁鋼管的四分之一軸對稱模型，薄壁鋼管采用shell單元，不銹鋼材料選用各向同性材料本構，設置沙漏能以控制整體的能量平衡設置。不銹鋼的四分之一模型在ANSYS/LSDYNA中建立，模型的前處理也在其中完成，在完成前處理后生成K文件，分別在LSPP中進行后處理及載荷曲線的設置。不銹管的四分之一模型如圖1所示。
圖1不銹管的四分之一模型設置
3沖擊速度的影響
在分析沖擊方式對不銹管變形的影響前，需要考慮沖擊速度對其影響。不同的沖擊速度勢必會導致的不同的變形。因此本文首先建立了三種不同的工況，沖擊速度分別為50m/s、100m/s、150m/s。從較低速度到一個較高速度的過渡來分析不銹管的變形情況。圖2給出了3種不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況。可以看出：沖擊速度小不銹管的變形小，沖擊速度的增大會導致變形增大，在大沖擊下不銹管的變形程度可以看成是小沖擊下變形的累積。因此可以得出沖擊速度是造成不銹管變形的主要原因，不同的沖擊速度大小可以看成是小沖擊速度的不斷累積對不銹管的破壞。
圖2不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況
4幾種不同的沖擊方式
沖擊方式的定義是通過定義不同的載荷曲線來實現的。
展開 沖擊跌落分析
沖擊跌落分析
在電子產品的可靠性設計要求中，沖擊、跌落是幾項非常重要的指標，要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。
與物理實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等），成本低，在設計過程中，任意階段都可以進行模擬。
電子電器多體機構仿真.doc
電子電器電磁場分析.doc
新能源電池包、模組等結構基于ABAQUS的多次沖擊（連續沖擊）、多次跌落等多個顯式工況的累加計算 ￥9.99
本方法可用于顯式工況后動能的釋放、多個不同顯式工況的累加計算等（如沖擊完跌落，先X向沖擊再Y向沖擊等）
對于新能源電池包、模組等結構通常會有多次沖擊（連續沖擊）或多次跌落的要求，采用ABAQUS進行顯式動力學求解時，進行完一個顯示分析工況的求解后，結構往往有很大的動能，不能直接進行第二個顯式工況的加載，本文以某一簡化的模組為例說明在ABAQUS中解決連續沖擊的問題。
案例采用的模組12Kg，沖擊工況為25g/15ms，Y向沖擊兩次。
以下為計算的結果對比，首先是第一次正常沖擊的結果，第二個是消除第一次沖擊后動能及彈性變形的結果，此時保留了塑形變形與殘余應力，第三個是在第二個的基礎上進行的又一次正常沖擊，可以看出，連續兩次沖擊后，模組側板的塑性應變有增大。
觀察第一次沖擊和第二次沖擊的動能曲線，可以看出兩次沖擊的動能曲線基本重合。
以下付費內容包含模型文件，操作步驟說明文件等，感興趣的可以下載學習。
展開 沖擊跌落分析成功案例
Action=Search&TagName=可靠性]可靠性設計要求中，沖擊、跌落是幾項非常重要的指標，要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。
與物理實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等），成本低，在設計過程中，任意階段都可以進行模擬。
常見的電子產品沖擊跌落分析軟件：ABAQUS、LS-Dyna、Dytran等。
案例問題描述：翻蓋手機跌落仿真
計算內容：
查看全文：http://service.caenet.cn/Cases60.html
更多跌落分析成功案例：http://download.caenet.cn/ShowInfoList.aspx
展開 碰撞|沖擊|爆炸|跌落版開通
經過一段的時間的籌劃，碰撞|沖擊|爆炸|跌落版現已開通！
本版主要討論和碰撞|沖擊|爆炸|跌落軟件相關的技術問題、一般問題及技術文章等，不限定具體某種軟件，歡迎各位碰撞|沖擊|爆炸|跌落軟件使用者踴躍討論。
本版塊的積分包括可用分及專家分，詳細規則如下：
可用分獎勵：
1、 發貼----20分
2、 回復----10分
3、 精華貼----30分
4、 合理化建議及投訴（請發貼到<<社區互動à投訴建議>>版塊，注明針對的版塊名稱）----50~100分
5、 討論破解、盜版等帖子，及惡意灌水者----扣50~100分，情節嚴重者刪除賬號及封IP。
專家分獎勵：
1、 對技術提問帖子進行答疑，由提問者根據答疑的質量獎勵答疑者相應的專家分；
展開 跌落試驗機與沖擊試驗機的測試場景有何區別？
在產品可靠性驗證領域，跌落、沖擊試驗是兩項至關重要的力學環境測試。它們模擬了產品在運輸、使用過程中可能面臨的不同類型的力學挑戰。北京沃華慧通測控技術有限公司作為國內領先的測控設備提供商，致力于為客戶理清這些測試的差異，并提供精準、可靠的測試解決方案。
三大試驗機的測試場景核心區別
盡管三者都涉及“力”的作用，但其物理本質、時間尺度和測試目的有著根本性的不同。
總結區別：
1. 跌落試驗機：模擬偶然的“摔落”事件
核心場景：主要模擬產品在搬運、裝卸或使用過程中，因意外從一定高度自由跌落到地面的情況。這是一種一次性、大能量的撞擊事件。
物理本質：考察的是重力勢能瞬間轉化為沖擊能的過程，重點關注產品結構和包裝的緩沖保護性能。
測試目的：
評估產品的結構堅固性與外觀耐受性。
檢驗產品包裝設計是否能有效保護內容物。
驗證內部易碎元器件（如玻璃、陶瓷件）的抗摔能力。
形象比喻：好比手機從桌上滑落到地面。
2. 沖擊試驗機：模擬瞬態的“猛烈碰撞”
核心場景：模擬持續時間極短、加速度極高的沖擊脈沖。這種沖擊可能來源于爆炸、車輛碰撞、火炮發射，或運輸過程中的粗暴裝卸。
物理本質：關注的是產品在瞬間（通常為幾毫秒到幾十毫秒） 承受極高加速度（可達數百乃至上萬G值）的能力。
測試目的：
考核產品內部結構的抗沖擊強度，特別是焊接點和接插件的牢固性。
驗證產品在極端惡劣環境（如軍工、航空航天）下的生存能力。
模擬鐵路、船舶運輸中可能遇到的連環碰撞。
形象比喻：好比汽車發生碰撞時，安全氣囊模塊所經受的考驗。
沃華慧通跌落試驗機系列
產品特點：跌落高度精準可調，釋放機構靈活可靠，確保試件瞬間自由跌落無阻礙。
展開 
【12月19-22日 北京】LS-DYNA跌落、沖擊與爆炸顯示動力學專題
一、課程背景
LS-DYNA是全球通用動力學軟件，在科學研究、工業生產、軍事等領域中具有廣泛的應用，其獨特的ALE、S-ALE、DEM等方法在沖擊與爆炸領域有著更加深入應用。LS-DYNA軟件現已集成在Workbench平臺中，Workbench平臺是ANSYS軟件集成化平臺，由于其集成化、模塊化的操作使得其能夠快速準確的建立修改模型、劃分高質量網格、各個模塊協同仿真等。Workbench平臺廣泛應用于航天、航空、汽車、兵器、船舶、電子、工程設備及重型機械等行業。
為了讓廣大分析人員學習和掌握Workbench中的顯式動力學模塊與LS-DYNA軟件，主要包括有Explicit dynamics模塊、Workbench LS-DYNA模塊。特舉辦《LS-DYNA跌落、沖擊與爆炸顯示動力學專題》培訓。通過大量的功能和實例講解，使得學員可以在較短時間內掌握Workbench中顯式動力學模塊（Explicit dynamics \LS-DYNA模塊）。
二、時間及地點
2019年12月19-22日 北京 (第一天報到，授課3天)
三、主講專家
該課程講師，畢業于北京理工大學兵器科學與技術專業，曾供職于某研究所。擅長顯式動力學，爆炸沖擊動力學，非線性數值模擬，多物理場，散熱及熱應力，workbench，Autodyn和LS-DYNA二次開發等。
展開 【12月14-17日 南京】結構振動、跌落、沖擊與疲勞壽命計算高級工程應用
結構振動、跌落、沖擊與疲勞壽命計算高級工程應用
25個實例模型課程中人手一機操作指導
案例01、自定義材料和材料庫的建立、調用演示實例
案例02、材料實驗數據輸入及曲線擬合
案例03、利用運動副連接的活塞機構計算
案例04、復雜裝配體的網格劃分技巧
案例05、旋轉飛輪的振動特性分析
案例06、機架的振動特性分析
案例07、彈簧振子系統振動分析
案例08、鋼結構的模態計算
案例09、考慮升力的機翼預應力模態計算
案例10、橡膠支撐的非線性模態分析
案例11、預應力結構的諧響應計算
案例12、結構多激勵的諧響應計算
案例13、泰勒桿沖擊的瞬態動力學計算
案例14、齒輪動力學計算
案例15、響應譜數據的生成方法
案例16、電子產品支撐架的響應譜計算
案例17、電路板的隨機振動分析
案例18、結構的隨機振動疲勞壽命計算
案例19、多連桿機構的剛柔耦合分析
案例20、電路板的跌落分析
案例21、點焊結構沖擊失效分析
案例22、泰勒桿沖擊
案例23、高速彈體沖擊侵徹失效計算
案例24、車輪與路基的碰撞分析
案例25、梁結構固有頻率優化
課程差異化
1專注CAE仿真計算，13年大量的工程案例積累
2、7000多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成的版權課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項目案例庫
專家團隊
寧老師，首席專家，畢業于西安交通大學、力學博士，多年上市機械企業結構負責人，17年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發表論文20余篇，獲得專利11項，開發有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，瞬態動力學時程分析，轉子動力學分分析
展開 【1月11-13日 西安 斯姆勒】結構振動、跌落、沖擊與疲勞壽命計算高級工程應用
工程實例：多連桿機構的剛柔耦合分析
跌落分析（顯式動力學）
掌握顯式動力學基本原理和跌落分析基礎
1.顯式動力學基本原理 2.lsdyna簡介
3.顯示動力學計算工作流程
4.跌落分析的相關計算原理
5.跌落分析設置技巧
6. 工程實例：電路板的跌落分析
7. 工程實例：點焊結構沖擊失效分析
碰撞沖擊分析（顯式動力學）
掌握碰撞沖擊的分析技巧及前后處理技術
1.顯式動力學單元算法
2.工程結構的連接和接觸
3.載荷和邊界條件的施加方法
4.K文件的組織結構和修改
5.ls-prepost介紹及使用
6. 工程實例：泰勒桿沖擊
7.工程實例：高速彈體沖擊侵徹失效計算
8. 工程實例：車輪與路基的碰撞分析
動力學結構優化
掌握結構優化的方法和技巧
1.優化設計簡介 2.優化設計中常用術語
3.直接優化方法
4.基于響應面法的優化設計
5.工程實例-梁結構固有頻率優化
備注
1.課程期間由宏新環宇統一安排電腦；
2.開課前老師會針對學員反饋的技術問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學員共同分析探討、個性問題將在課下單獨交流。
六、培訓費用：
1、3980元/人，住宿可統一安排，費用自理。
2、持本人學生證享有8.5折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
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
一、概述
在分析求解某模型碰撞/跌落過程產生的作用力時（接觸力），由于力的作用時間很短且與實際作用時間有關，會首先考慮采用顯示動力學求解。
其中，顯示動力學的動力平衡方程為
（t）表示某時刻t對應的數值。P為外力，I為單元內力。
u為位移，u'為速度，u”為加速度。
在顯示動力學中，對加速度在時間上進行積分采用中心差分方法，在計算速度的變化時假定加速度為常數。應用這個速度的變化值加上前一個增量步中點的速度來確定當前增量步中點的速度：
速度對時間的積分并加上在增量步開始時的位移以確定增量步結束時的位移：
這樣，在增量步開始時提供了滿足動力學平衡條件的加速度。得到了加速度，在時間上“顯式地”前推速度和位移。
材料應力應變本構關系
而應變為應變速率對時間的積分
結合上面的方程，對有限元模型進行積分求解，可以得到外部作用力P，也就是碰撞時的接觸力。其中，內力I由分析模型材料的強度和網格單元決定，設定的初始速度和分析作用時間作為分析的已知條件。
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。
展開 