跌落仿真ansys的案例
AnsysWB-手機跌落瞬態(tài)仿真 ￥10
AnsysWB-手機跌落瞬態(tài)仿真
Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，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(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)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(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，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(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)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。
現(xiàn)場公開課 | Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，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(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)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(xùn)目標(biāo)
1.掌握如何使用Ansys LS-Dyna軟件對產(chǎn)品沖擊/跌落工況進行仿真分析;
2.理解LS-Dyna關(guān)鍵字并對關(guān)鍵字進行編輯；
3.學(xué)習(xí)Ansys Workbench環(huán)境對LS-Dyna進行前處理以及LS-Prepost對LS-Dyna進行后處理。
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玻璃杯跌落仿真與車載導(dǎo)航屏碰撞仿真關(guān)系的研究 ￥10
一、概述
在分析求解某模型碰撞/跌落過程產(chǎn)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(guān)，會首先考慮采用顯示動力學(xué)求解。
其中，顯示動力學(xué)的動力平衡方程為
（t）表示某時刻t對應(yīng)的數(shù)值。P為外力，I為單元內(nèi)力。
u為位移，u'為速度，u”為加速度。
在顯示動力學(xué)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(shù)。應(yīng)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(dāng)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(jié)束時的位移：
這樣，在增量步開始時提供了滿足動力學(xué)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(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系
而應(yīng)變?yōu)閼?yīng)變速率對時間的積分
結(jié)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(nèi)力I由分析模型材料的強度和網(wǎng)格單元決定，設(shè)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(dǎo)航屏的碰撞分析，分析采用Abaqus顯示動力學(xué)求解器。
二、玻璃杯的跌落仿真
上圖為玻璃跌落仿真結(jié)果動態(tài)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(shè)置：
1、 材料的脆性斷裂設(shè)置
創(chuàng)建脆性材料玻璃，包括彈性模量密度等，主要是創(chuàng)建Brittle Cracking。（具體參數(shù)設(shè)置與說明見附件教程）
2、Field Output里設(shè)置狀態(tài)輸出
3、單元設(shè)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 LS-DYNA煙灰缸跌落仿真 ￥9.99
煙灰缸跌落問題是比較典型的材料非線性問題，本案例模擬玻璃煙灰缸從近一米的高度跌落損傷。
1、工況設(shè)置
煙灰缸網(wǎng)格采用六面體網(wǎng)格，為了減少計算量，網(wǎng)格大小為1.5mm；煙灰缸材料為玻璃，模型為*MAT110 JH2本構(gòu)模型；初始條件為5m/s的Z負向初速度，和重力。地面為剛性墻。
2、仿真結(jié)果
如想獲得更為精確的仿真結(jié)果，有時間精力的同學(xué)可以細化網(wǎng)格，優(yōu)化失效應(yīng)變，或者采用有限元和光滑粒子耦合的方法模擬。
Simcenter 3D筆記本電腦跌落仿真
01
筆記本電腦跌落仿真的必要性
家電產(chǎn)品都是需要進行通過一系列的運輸才能到達用戶手中，由于搬運，跌落等原因每年有上萬臺機器需返修，企業(yè)由此產(chǎn)生的損失達數(shù)千萬人民幣。筆記本電腦在研發(fā)階段也需要進行跌落測試，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。但是這些破壞性試驗，必須在產(chǎn)品試制成功后進行，耗費的時間和物力財力巨大。另外，我們在產(chǎn)品的實際跌落測試中，只能獲得有限數(shù)據(jù)信息，無法獲得空間和時間的連續(xù)結(jié)果，很難檢測到產(chǎn)品內(nèi)部的沖擊特性，很難觀測到整個物理樣機試驗變化過程。
圖1
數(shù)字化樣機的仿真技術(shù)為跌落、碰撞研究提供了更為有效的方法，在產(chǎn)品的設(shè)計階段即可實施。利用計算機模擬技術(shù)，針對產(chǎn)品的跌落過程進行合理的有限元仿真分析，可以了解跌落過程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化以及跌落的機理，提高產(chǎn)品的抗跌落、抗沖擊能力。同時可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低結(jié)構(gòu)成本，減少實物樣機的數(shù)量。
02
Simcenter 3D跌落分析方案
筆記本電腦的跌落是在極短的時間內(nèi)，受到劇烈碰撞動態(tài)載荷而產(chǎn)生的非線性的復(fù)雜動態(tài)響應(yīng)，這個屬于瞬態(tài)動力學(xué)過程。瞬態(tài)動力學(xué)是一門用于計算載荷隨時間變化的結(jié)構(gòu)動力學(xué)，結(jié)構(gòu)的速度、加速度、位移和力都可以隨時間變化。Simcenter 3D具有優(yōu)秀的瞬態(tài)動力學(xué)分析能力，本文就是介紹使用Simcenter 3D瞬態(tài)動力學(xué)進行筆記本電腦角跌落的分析過程。
首先，我們需要定義實際筆記本電腦的跌落工況（如圖2）。根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該筆記本電腦從450mm的高處跌落到地面上，角部落地。
展開 手機跌落測試的仿真分析
電子產(chǎn)品不可避免的會經(jīng)受跌落帶來的撞擊情況，特別是從手中或者桌上掉下來產(chǎn)生的撞擊。能否經(jīng)受這種撞擊對于設(shè)計一個成功的產(chǎn)品很關(guān)鍵。
要評估一個電子產(chǎn)品受到撞擊載荷時的響應(yīng)，需要結(jié)合實驗測試和仿真分析。與物理實驗相比，仿真分析有著明顯的優(yōu)勢：在設(shè)計過程中，任意階段都可以進行模擬，同時成本低，能夠提供詳細的結(jié)果和模型上任意點的信息（應(yīng)力、應(yīng)變、加速度等等）。手機是我們工作和生活中經(jīng)常使用的電子設(shè)備，下面我們將為大家分享一個手機跌落仿真分析的案例。
分析背景：
手機從 1.5 米處自由跌落到大理石地板。
LS-DYNA | 跌落仿真
LS-DYNA | 跌落仿真
水瓶跌落-SPH仿真
水瓶跌落-SPH仿真，項目合作與交流：513484528@qq.com
主要關(guān)鍵字
Abaqus import預(yù)應(yīng)力跌落仿真測試
導(dǎo)讀
跌落測試除了單次跌落外，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)需求，還有多次跌落或者預(yù)應(yīng)力跌落，上次我們進行了單次跌落在Abaqus中的實現(xiàn)過程，今天我們使用Abaqus Import功能，進行卡扣的預(yù)應(yīng)力跌落。
首先進行卡扣的裝配仿真，在step模塊中開啟重啟動功能，如下：
分析結(jié)果如下：
新建分析模塊導(dǎo)入結(jié)果文件作為跌落測試的零件，如下：
設(shè)置導(dǎo)入為變形后模型，注意，把“-1”刪除，如下：
確保導(dǎo)入后模型名字如下：
其余操作請參考眼鏡跌落測試部分，進入load模塊，設(shè)置預(yù)定義場，如下：
提交計算，查看跌落后應(yīng)力如下：
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Abaqus DEM顆粒包裝袋跌落仿真 ￥389
-正視圖
包裝跌落-頂視圖
包裝跌落-后視圖
付費部分獲取本文案例-“顆粒填充”和“跌落仿真”的2個inp文件，附宏文件和利用宏文件進行渲染的操作指導(dǎo)等資料。
技術(shù)熱點 | 如何使用Abaqus進行仿真跌落測試
導(dǎo)讀
跌落測試通常是主要用來模擬產(chǎn)品在搬運期間可能受到的自由跌落，考察產(chǎn)品抗意外沖擊的能力。通常跌落高度大都根據(jù)產(chǎn)品重量以及可能掉落機率作為參考標(biāo)準(zhǔn)，落下表面應(yīng)該是混凝土或鋼制成的平滑、堅硬的剛性表面（如有特殊要求應(yīng)以產(chǎn)品規(guī)格或客戶測試規(guī)范來決定。對于不同國際規(guī)范即使產(chǎn)品在相同重量下但掉落高度也不相同，對于手持型產(chǎn)品（如手機、平板等）大多數(shù)掉落高度大都介于100cm ~ 150cm不等，試驗的嚴(yán)苛程度取決于跌落高度、跌落次數(shù)、跌落方向。
步驟分析
導(dǎo)入模型如下；
設(shè)置地面為剛體；
對輸入的地面實體抽取表面；
設(shè)置剛體參考點；
選擇任意一點，生成參考點如下；
設(shè)置眼鏡材料如下；
創(chuàng)建動態(tài)顯式分析步，打開幾何非線性，時間長度設(shè)置為0.001，如下；
進入相互作用模塊，創(chuàng)建通用接觸，摩擦系數(shù)為0.1；
對剛體參考點創(chuàng)建固定約束，如下；
創(chuàng)建初始速度和重力加速度，如下；
提交計算，查看跌落后應(yīng)力如下；
通過仿真計算，我們形象地查看鏡框在跌落過程中的應(yīng)力變化，而這種變化的狀態(tài)我們在實驗過程中往往是很難捕捉的。
展開 模擬跌落碰撞實例的仿真應(yīng)用
模擬實際應(yīng)用中的跌落碰撞案例，對實際情況進行簡化，分析殼體變形和應(yīng)力分布情況，預(yù)測整機或設(shè)備的可靠性.
模擬分析某種產(chǎn)品的殼體在跌落與地面碰撞過程中變形和應(yīng)力分布，假設(shè)產(chǎn)品從1m高度處自由落下，在碰撞瞬間速度約為4.22m/s，根據(jù)實際情況首先建立模型，模型包括殼體和地面，地面以一平板代替，平板下表面固定約束，材質(zhì)為混凝土，殼體為鋁合金外殼，設(shè)置邊界條件時，外殼還需加載重力加速度，設(shè)置計算時間為1s，查看殼體的變形和等效應(yīng)力分布。
計算使用ANSYS Workbench 19.0軟件，從ACT中加載LS-Dyna模塊，依次導(dǎo)入模型，設(shè)置材料，加載邊界條件，設(shè)置要查看的結(jié)果，計算機硬件CPU Intel i75代，多線程物理內(nèi)核6個，內(nèi)存8G，固態(tài)硬盤，計算時間7h49min，k文件見附件。
請各位老師提出寶貴指導(dǎo)意見，謝謝！
input.k
展開 揚聲器跌落仿真實驗
01
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顯式動力學(xué)
跌落/沖擊/碰撞都屬于高度非線性。常見應(yīng)用在手機行業(yè)跌落失效分析，汽車行業(yè)碰撞失效分析，和軍工行業(yè)子彈穿甲效果分析等。對于揚聲器來說，可以對應(yīng)用在音箱、揚聲器單裸跌，帶包裝跌落試驗的仿真上。需要采用顯式動力學(xué)算法。
a. Solidworks。自帶一個簡單的跌落仿真模塊，計算非常快。不清楚結(jié)果是否可信。
b. Comsol。 無顯式算法。
c. Ansys。自帶AutoDYN（目前在Ansys workbench 界面下名稱是Explicit Dynamics），也購買了LS-DYNA的求解器。
d.ABAQUS。說起結(jié)構(gòu)非線性分析，不得不提ABAQUS。 顯式分析和隱式分析可以無縫銜接，相互傳遞數(shù)據(jù)。
之前一個案例用ANSYS不同求解器對比過。AutoDYN和LS-DYNA采用顯式算法，結(jié)果接近。瞬態(tài)的默認隱式算法和上述兩種結(jié)果差異較大。
02
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揚聲器單元裸跌
顯式動力學(xué)算法可以認為不存在收斂問題。唯一需要注意的是時間步要足夠小，以減少計算誤差。
為簡化模型，僅取盆架一半，磁路重量通過一個集中的負載添加到盆架底部。
動態(tài)演示盆架形狀和應(yīng)力的變化，以及跌落碰撞的力傳導(dǎo)過程
03
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單元帶音箱前面板跌落
事實上，更合理的模型應(yīng)該是揚聲器盆架+磁路+音箱進行整體跌落仿真，才更符合實際的使用狀況。當(dāng)然這計算量會相當(dāng)大。
這個單元帶音箱前面板跌落的模型在配置還不錯的工作站上計算了將近24個小時。因為分析時間步要很非常小，比如10^(-8)s之類的。這是顯式動力學(xué)算法特性決定的。
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