ansys鋁合金跌落仿真
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys鋁合金跌落仿真的實例教程
Abaqus鋁合金鉆削仿真案例講解
本案例為CAE文件，鉆頭為常規麻花鉆，金屬為7075鋁合金，材料本構為JC，鉆孔過程中有切屑產生，通過本案例您可以學會7075鋁合金JC參數的設置，鉆孔過程中接觸的設置，以及鉆孔轉速和進給量等參數的設置。本案例為CAE文件，鉆頭為常規麻花鉆，金屬為7075鋁合金，材料本構為JC，鉆孔過程中有切屑產生，通過本案例您可以學會7075鋁合金JC參數的設置，鉆孔過程中接觸的設置，以及鉆孔轉速和進給量等參數的設置。
摘 要：【目的】鋁合金起落架在使用過程中，由于其具有質量高的特點會給無人機帶來很多不必要的動能損耗。【方法】課題組以某型號的植保無人機為研究對象，通過制作材料的平替和優化結構設計，使其達到使用要求。對無人機起落架進行UG設計建模以及ANSYS有限元分析，得到起落架對應的應力云圖和變形云圖。材料平替過程中，質量由鋁合金的0.86kg下降到了稀土鎂合金的0.68 kg，質量降低0.18 kg。【結果】通過LS-DYNA跌落仿真結果可知，最大變形為7.416 mm，最大應力為196.46 MPa，低于材料屈服強度極限，滿足強度要求，且跌落速度對起落架的變形影響更大，可以為同類型產品設計提供思路。【結論】1）通過替換鎂合金材料作為起落架制作材料，對比鋁合金質量減輕了20.9%。2）通過建立滑橇式起落架落震仿真模型，并通過輸入合理的材料應力-應變曲線符合起落架著陸過程中的實際情況，準確模擬了起落架的落震試驗過程。3）通過仿真計算分析，發現其速度對跌落過程中起落架的變形影響遠大于起落架承擔載荷多少的影響。研究結果對后續起落架的設計和優化具有較大的工程實際應用價值。
關鍵詞：無人機;起落架;ANSYS;LS-DYNA跌落分析;
0 引言
我國是一個農業大國，隨著科技的發展和農業科技水平的提高[1]，越來越多的科技產品被投入到農業生產中。植保類無人機的大量使用便是典型代表，相較于傳統的手工噴藥方式，大大提高了藥物噴灑的工作效率。
植保無人機起落架，在無人機停放降落中扮演著十分重要的角色。無人機停放時，由起落架給予一個穩定可靠的支撐；在無人機降落時，可以給予無人機一個良好的緩沖作用[2]，以防止機身過載帶來的機體損壞。尤其是在無人機降落時，地面對無人機會有一個很大的剛性沖擊，其沖擊大小與無人機的質量和速度有很大的關系。
展開 在切削過程中，鋁合金被切削部分單元失效，產生切屑被移除，刀具與鋁合金樣塊之間設置節點對面的侵蝕接觸，刀具與切屑之間設置單面的侵蝕接觸。
（5）熱力耦合模型：本文采用熱力耦合分析模型，考慮切削過程刀具、鋁合金樣塊及切屑之間的熱量產生及熱量傳導，保證能量的穩定性。
2.鋁合金切削毛刺形成過程分析
在刀具切削過程中，刀具前刀面對切削層金屬產生擠壓和摩擦作用，當產生的切應力達到鋁合金材料的屈服強度時，金屬材料發生剪切滑移，并沿前刀面逐漸流出，形成切屑。由圖2可以看出，仿真產生的切屑呈連綿不斷的帶狀，稱之為帶狀切屑，這與鋁合金的材料性質和實際加工狀況相一致。切削層從開始變形到形成切屑有一個過渡平面，稱之為剪切面，剪切面與切削速度方向的夾角為剪切角。
（a）切削層滑移 （b）切削層旋轉
（c）產生滑移裂紋 （d）切屑斷裂
圖2 毛刺形成過程（終邊角度65°）
終邊角度為65°時，毛刺形成過程如圖2所示，在刀具切入鋁合金樣塊的過程中，毛刺極其微小，與現場加工狀態相符，對于鋁車輪表面質量沒有顯著影響，故可以忽略不計。當刀具臨近樣塊終端時，由于終端沒有約束作用，樣塊塑性變形逐漸增大，切削層沿滑移線開始滑移，如圖2a所示。
隨著刀具繼續切削，切削層沿滑移線繼續滑移，剪切角逐漸變小，且切削層繞樣塊終端某支點開始旋轉，如圖2b所示。隨著刀具繼續切削，切削層繼續旋轉，且切削層與刀具接觸部位開始產生裂紋，發生斷裂，如圖2c所示。
展開 從設計上應該盡可能考慮到各種工況條件下其破壞的可能性，現代設計借助的手段很多，有限元仿真分析技術就是其中一項很重要的技術。本期通過螺栓孔的失效來向大家呈現有限元仿真分析給設計帶來的幫助。本文報道的研究采用的軟件是ABAQUS。
圖1 鋁合金板螺栓孔有限元仿真分析模型及網格劃分
圖2 有限元仿真分析計算結果與實際結果比對
圖3 Von Mises應力分布與應力分布曲線
由此看來，有限元仿真分析是一種針對構件受力與變形分析比較實用的軟件。其準確性取決于所采用的材料性能參數的準確性與模型的準確性，同時還需要相關實驗進行驗證。
參考文獻：
KhosroFallahnezhad, Andrew Steele and Reza H. Oskouei. Failure Mode Analysis ofAluminium Alloy 2024-T3 in Double-Lap Bolted Joints with Single and DoubleFasteners; A Numerical and Experimental Study. Materials 2015, 8, 3195-3209.
文章來源：金屬材料科學與技術
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目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
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摘要：利用 ABAQUS/Explicit 軟件建立了彈體沖擊靶板的有限元模型，并采用不同的斷裂準則進行數值仿真計算。通過分析 鋁合金板沖擊失效單元的應力狀態，揭示不同頭部形狀彈體沖擊下鋁合金板的失效機理，以及斷裂準則對數值仿真結果的影 響規律。研究結果表明，相比 MJC 斷裂準則，WMJC 斷裂準則由于考慮了 Lode 角的影響，預測的結果與試驗更吻合。隨著 彈體頭部曲率半徑比的增大，靶板失效單元中拉伸斷裂的占比逐漸增多
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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
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