ansys沖擊材料的案例
『原創(chuàng)』誰能談?wù)勅绾斡?em>ANSYS分析復(fù)合材料沖擊損傷么？
誰能談?wù)勅绾斡?em>ANSYS分析復(fù)合材料沖擊損傷么？
復(fù)合材料層合板低速沖擊ANSYS
很常見的 復(fù)合材料層合板建模問題
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基于ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土材料SHPB沖擊壓縮模擬資料總結(jié)（適用于初學(xué)者）
早期基于ANSYS/LS-DYNA學(xué)習(xí)，對SHPB仿真包含的過程及軟件操作進(jìn)行記錄的學(xué)習(xí)文件，供大家參考學(xué)習(xí)。
SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf
1 實(shí)驗(yàn)裝置基本信息 2
2動(dòng)態(tài)模擬 2
2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2
2.2 關(guān)鍵字設(shè)置 4
3 ANSYS界面 6
3.1 頁面介紹 6
3.1.1主頁面 6
3.1.2 主菜單詳情介紹 8
4 LS-PrePost界面 11
4.1主頁面 11
4.2選項(xiàng)卡 13
4.2.1 選項(xiàng)卡1：后處理工具 13
4.2.2 選項(xiàng)卡2：預(yù)處理和后處理 19
4.2.3 選項(xiàng)卡3、4：關(guān)鍵字文件編輯 20
4.2.4 選項(xiàng)卡5：預(yù)處理工具 22
4.2.5 選項(xiàng)卡7：預(yù)處理工具 25
4.2.6 選項(xiàng)卡8：實(shí)體顯示界面 26
4.2.7 常用操作界面 26
4.3 新版界面（F11切換） 28
5 常用信息及操作 31
5.1 HJC模型 31
5.1.1參數(shù)意義 31
5.1.2 不同強(qiáng)度混凝土HJC模型參考 32
5.2 RHT模型 32
5.3 關(guān)鍵字*MAT_ADD_EROSION 33
5.4單位制 34
5.5 截圖 34
5.5.1 ANSYS LS-DYNA 34
5.5.2 LS-PrePost 34
5.6 常用云圖所選取的觀察方式（Fcomp） 35
5.7 半正弦波的生成和加載步驟 36
5.7.1 半正弦波的生成 36
6 常用公式 38
6.1 SHPB實(shí)驗(yàn) 38
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(dòng)力學(xué)仿真軟件進(jìn)行沖擊與跌落的仿真實(shí)驗(yàn)一直備受重視。而對于薄壁鋼管材料的沖擊仿真實(shí)驗(yàn)由于沖擊速度與沖擊方式不同，便會帶來差異化結(jié)果。因此，針對不同的工況，需要合理采取不同的沖擊方式設(shè)置，以期得到合理的結(jié)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(shí)驗(yàn)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(gòu)，設(shè)置沙漏能以控制整體的能量平衡設(shè)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(jìn)行后處理及載荷曲線的設(shè)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(shè)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(dǎo)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(gè)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)的。
展開 
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識共享系列之二復(fù)合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關(guān)的材料（包括纖維和樹脂）研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)還是工藝制造和維護(hù)問題，碳纖維復(fù)合材料一進(jìn)入解決輕量化需求的高端應(yīng)用，遇到的技術(shù)關(guān)鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復(fù)合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應(yīng)用的發(fā)展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個(gè)試圖把碳纖維用于高端應(yīng)用——在1967年開始研制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)扇葉片的吃螃蟹者，當(dāng)然失敗的原因很多，但很重要的一個(gè)原因是復(fù)合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗(yàn)，致使英國在碳纖維復(fù)合材料發(fā)展中失去了先機(jī)，退出了領(lǐng)先的地位。1970年代初國際石油危機(jī)爆發(fā)，民用飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關(guān)注。為解決新材料應(yīng)用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經(jīng)試用考核后，對這些擾流板進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料部件出現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)）。自此復(fù)合材料沖擊損傷就成了復(fù)合材料技術(shù)中的核心問題之一。
2 復(fù)合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強(qiáng)度研究和應(yīng)用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)引起的，當(dāng)時(shí)關(guān)注的外來物主要是地面和空中飛行時(shí)的冰雹和跑道碎石，都是在結(jié)構(gòu)受載時(shí)受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強(qiáng)度，采用的設(shè)備是由壓縮裝置對受壓縮載荷的復(fù)合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復(fù)合材料試樣的壓縮應(yīng)變（由壓縮載荷控制），試驗(yàn)結(jié)果是沖擊能量~壓縮破壞應(yīng)變曲線。
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1 引言
貫穿碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關(guān)的材料（包括纖維和樹脂）研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)還是工藝制造和維護(hù)問題，碳纖維復(fù)合材料一進(jìn)入解決輕量化需求的高端應(yīng)用，遇到的技術(shù)關(guān)鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復(fù)合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應(yīng)用的發(fā)展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個(gè)試圖把碳纖維用于高端應(yīng)用——在1967年開始研制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)扇葉片的吃螃蟹者，當(dāng)然失敗的原因很多，但很重要的一個(gè)原因是復(fù)合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗(yàn)，致使英國在碳纖維復(fù)合材料發(fā)展中失去了先機(jī)，退出了領(lǐng)先的地位。1970年代初國際石油危機(jī)爆發(fā)，民用飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關(guān)注。為解決新材料應(yīng)用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經(jīng)試用考核后，對這些擾流板進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料部件出現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)）。自此復(fù)合材料沖擊損傷就成了復(fù)合材料技術(shù)中的核心問題之一。
2 復(fù)合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強(qiáng)度研究和應(yīng)用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)引起的，當(dāng)時(shí)關(guān)注的外來物主要是地面和空中飛行時(shí)的冰雹和跑道碎石，都是在結(jié)構(gòu)受載時(shí)受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強(qiáng)度，采用的設(shè)備是由壓縮空氣系統(tǒng)裝置對受壓縮載荷的復(fù)合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復(fù)合材料試樣的壓縮應(yīng)變（由壓縮載荷控制），試驗(yàn)結(jié)果是沖擊能量~壓縮破壞應(yīng)變曲線。
展開 【模型下載】用cohesive element做的脆性材料隨機(jī)開裂模型（沖擊復(fù)合材料層壓板）
模型介紹：
復(fù)合材料層壓板損傷可以采用abaqus自帶的二維hashin，也可以自己寫子程序，動(dòng)畫中顯示的是子程序?qū)崿F(xiàn)的。
脆性材料，任意兩個(gè)單元之間插入cohesive 單元，模擬其隨機(jī)開裂。
采用顯式求解器
附件是abaqus自帶的hashin+cohesive的模型inp文件，歡迎下載。
Job-42_7d_73_5v_shell.rar
Ls-Dyna塑性材料沖擊破碎仿真評估 附ls-dyna中常用彈塑性材料卡片的設(shè)置方法及要點(diǎn)下載
一、模型構(gòu)建
本文采用殼體網(wǎng)格進(jìn)行仿真，為節(jié)約計(jì)算量，下方墻體設(shè)置為單一單元，上方沖擊板與墻體呈45°。
混雜復(fù)合材料沖擊 ￥68
B站混雜復(fù)合材料沖擊，正交鋪層碳玻混雜復(fù)合材料
復(fù)合材料高速沖擊 ￥10
復(fù)合材料高速沖擊
abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊 ￥89
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abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊，
</div><div contenteditable="false" width="100%">
內(nèi)插0.01mm有厚度cohesive單元
</div><div contenteditable="false" width="100%">
采用puck失效子程序，已調(diào)試完成，已解決網(wǎng)格畸變報(bào)錯(cuò)問題，內(nèi)附有CAE，inp，puck子程序，可直接拍!
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可贈送快速建模插件!
展開 
鋼球沖擊復(fù)合材料板-LSDYNA ￥10
聲明：本帖借鑒了藍(lán)牙的帖子和K文件
見藍(lán)牙的帖子“LS-DYNA 復(fù)合材料層合板每層應(yīng)力輸出方法和損傷云圖顯示！”
連接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/336473
本帖與藍(lán)牙的區(qū)別：定義了復(fù)合材料的鋪層法向，分別為0，-45，,45,90
有從建模到后處理的完整教學(xué)視頻，需另外付費(fèi)，需要站內(nèi)聯(lián)系，私信我就行，技術(shù)鄰下單
視頻下載地址：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/10watSonxRIvG_fS2yDRSBA 密碼：h03r
積分點(diǎn)X向應(yīng)力
展開 abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊 ￥20
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</figure>
</figure><div contenteditable="false" width="100%">
abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊，
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內(nèi)插0.01mm有厚度cohesive單元
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已調(diào)試完成，已解決網(wǎng)格畸變報(bào)錯(cuò)問題，內(nèi)附有CAE，inp（不含Puck子程序，僅供學(xué)習(xí)參考使用）
</div><p><br></p>
展開 LS-DYNA在緩沖材料對沖擊響應(yīng)的過程分析
1、項(xiàng)目背景
產(chǎn)品在運(yùn)輸和使用過程中，難免發(fā)生跌落或磕碰，碰撞產(chǎn)生的沖擊載荷常常對產(chǎn)品造成嚴(yán)重的致?lián)p破壞。借助緩沖材料保護(hù)產(chǎn)品是包裝運(yùn)輸?shù)挠行Т胧＞彌_材料發(fā)揮著保護(hù)產(chǎn)品的作用，將沖擊對產(chǎn)品造成的影響控制在可接受范圍內(nèi)。聚乙烯泡沫材料是一種交叉鍵合的閉孔型塑料，基于其閉孔特性，當(dāng)材料受到沖擊時(shí)，泡孔產(chǎn)生變形，吸收能量并緩和沖擊，因此聚乙烯泡沫作為緩沖材料被廣泛應(yīng)用。
在產(chǎn)品跌落沖擊緩沖材料的過程中，泡沫受沖擊變形的瞬態(tài)過程非常復(fù)雜，伴隨著幾何非線性、材料非線性和接觸非線性。本文基于LS-DYNA顯式計(jì)算分析了泡沫緩沖材料的對產(chǎn)品沖擊載荷的響應(yīng)過程。
2、模型說明：
為了提高計(jì)算效率，將包裝系統(tǒng)對產(chǎn)品的緩沖過程簡化為如圖結(jié)構(gòu)，鋼球代表產(chǎn)品，泡沫體代表包裝緩沖系統(tǒng)。
泡沫的材料參數(shù)按照GB/T 8168—2008 包裝用緩沖材料靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，測得聚乙烯泡沫應(yīng)力-應(yīng)變曲線，根據(jù)性能曲線轉(zhuǎn)化得到，具體如下圖。
①材料定義：
泡沫緩沖塊的結(jié)構(gòu)尺寸為260 mm× 260 mm×100 mm，通過MAT5定義材料屬性。產(chǎn)品鋼球的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，密度為7850 kg/m2，彈性模量為210 GPa，泊松比為0.3，通過MAT20定義為鋼體。
②接觸定義：
模型的接觸面為緩沖墊與產(chǎn)品，接觸面為非線性實(shí)體接觸，選擇“Pure Penalty”懲罰函數(shù)方法對接觸面進(jìn)行控制，阻止模型之間的穿透行為，接觸面采用主-從面接觸，且鋼球?yàn)橹髅妫雎阅Σ磷饔谩?③網(wǎng)格控制：
對于有限元分析，單元質(zhì)量和尺寸直接影響到計(jì)算結(jié)果的精度和效率，模型緩沖體網(wǎng)格采用規(guī)則的六面體，球體采用mixed的四邊形，通過控制單元Size ，控制模型和計(jì)算效率。
展開 基于VUMAT復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)沖擊仿真
1 低速沖擊問題
夾層結(jié)構(gòu)具備良好的吸能特性，其沖擊特性一直是被重點(diǎn)關(guān)注的方向。
本期主要對復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)低速沖擊的仿真進(jìn)行介紹。
我本人做靜力問題相對多些，沖擊問題以前做過一個(gè)仿真效果，沒有深入研究。這幾天和學(xué)流體的師兄交流的時(shí)候，他說他同學(xué)有一個(gè)搞高速沖擊的，用流體的方法搞。
好奇心來了，流體的方法怎么搞？
師兄曰，高速情況下，彈子穿過一些物體，不就像彈子游在水里一樣嘛。
雖然說得很玄妙，但是好像很有道理。實(shí)際上流體和固體很多現(xiàn)象很接近。就比如帶孔板的拉伸和圓柱擾流，云圖真是傻傻難分。并且還真有學(xué)者找到兩者的本構(gòu)共通性，用圓柱繞流來研究帶孔板。
一下子扯遠(yuǎn)了，繼續(xù)低速沖擊。
2 模型
考慮如下模型，邊界條件為底部固支，上面板四個(gè)角點(diǎn)固支。面板失效基于Hashin準(zhǔn)則判斷，芯層失效基于MISESS準(zhǔn)則判斷。
看似簡單的問題往往暗含殺“雞”。
1） 沖頭設(shè)置為剛體，其密度的取值，不能直接賦予鋼的屬性。因?yàn)閷?shí)際的沖頭結(jié)構(gòu)為柱狀。建模中，處于簡化考慮，取頭部半球進(jìn)行建模，為此需要根據(jù)實(shí)際沖頭質(zhì)量，換算出仿真用沖頭的密度。
2） 面板和夾層之間可以綁定，如果夾層是蜂窩這類非均勻結(jié)構(gòu)，用接觸屬性會比較合適，但是接觸的定義要考慮好，否則很容易穿透，或者大滑移。
3） 同樣的，沖頭和面板的接觸也要注意，網(wǎng)格的疏密和接觸屬性都可能造成穿透。
4） 為了防止網(wǎng)格過度扭曲，要對網(wǎng)格扭曲進(jìn)行控制，也可以縮放其質(zhì)量，或者對過度扭曲的單元，直接賦予高模量。
5） 載荷為速度載荷，如果已知沖擊能量，就根據(jù)沖頭質(zhì)量進(jìn)行速度換算，這是高中知識了。
3 VUMAT
1) 我們此次使用VUMAT最重要的目的是，實(shí)現(xiàn)失效區(qū)域的識別。
2) 本次VUMAT關(guān)鍵輸出，是應(yīng)力的更新和損傷變量的更新。
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