ansys動力學(xué)沖擊
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys動力學(xué)沖擊的視頻教程
ansys動力學(xué)沖擊的實例教程
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺，相比經(jīng)典界面APDL優(yōu)點眾多，能解決目前出現(xiàn)的各種仿真問題，該平臺提供了強大的功能和較好的用戶界面，包括集成的項目視圖和無縫集成的參數(shù)管理，可以采用拖拽的方式完成多物理場的分析流程，并且在前處理方面優(yōu)秀于其它有限元軟件。該仿真平臺設(shè)置簡單，推動了仿真產(chǎn)品的設(shè)計。本文采用的是顯式動力學(xué)分析的模塊（Explict dynamic(LS-Dyna)。
LS-Dyna是非線性顯式分析的常用有限元軟件，具有很強的通用分析能力，能完美解決各種接觸沖擊爆炸等復(fù)雜的動力學(xué)問題，有限元程序的求解問題由LS-Dyna求解器完成。目前LS-Dyna的分析和求解功能已經(jīng)非常強大，可以進行動力學(xué)，靜力學(xué)，結(jié)構(gòu)-流體耦合，電磁場，溫度場，耦合場等分析，功能齊全且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可用于研究嚙合、接觸等沖擊問題的影響。本文采ANSYS-workbench和LS-Dyna軟件對鑿巖機沖擊系統(tǒng)進行有限元數(shù)值模擬，利用Ansys-workbench進行前處理，生成LS-Dyna程序關(guān)鍵字（keyword）文件或稱為K文件，然后調(diào)用Ansys Product launch中的LS-DYNA SOLVER求解器對K文件進行求解，生成對D3plot結(jié)果文件，并運用LS-PREPOST后處理器對結(jié)果文件進行查看。
1.1 有限元分析流程
（1）基于SolidWorks軟件進行三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺下的mesh進行沖擊系統(tǒng)的網(wǎng)格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺下的explict dynamic（LS-Dyna）模塊添加沖擊系統(tǒng)分析的邊界條件等。
（4）使用 UltraEdit 修改和添加 K文件的關(guān)鍵字。
展開 圖1 整體應(yīng)力變化曲線
圖2 接觸力變化
圖3 最大等效應(yīng)力云圖
圖4 位移云圖
圖5 PVB層應(yīng)力云圖
圖6 玻璃層應(yīng)力云圖
4
結(jié)論
碰撞沖擊后產(chǎn)生“震蕩”耗散能量。
每一層最大應(yīng)力值都發(fā)生在碰撞瞬間。玻璃層應(yīng)力值最大，PVB層應(yīng)力值較小。
主要是因為夾層玻璃受沖擊時，玻璃表現(xiàn)為彈性段內(nèi)的脆性失效。對于PVB，則主要表現(xiàn)為動態(tài)拉伸下的大變形。
本次計算未考慮材料非線性影響。
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用公眾號，版權(quán)歸作者所有。
沖擊載荷隨時間迅速變化。當(dāng)物體的局部位置受到沖擊時，所產(chǎn)生的擾動會逐漸傳到未擾動的區(qū)域去，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力波的傳播。當(dāng)載荷作用時間短、變化快，且受力物體在加載方向的尺寸又足夠大時，這種應(yīng)力波的傳播就顯得特別重要。
研究動力學(xué)問題最終將簡化為求解動力學(xué)平衡方程式：節(jié)點質(zhì)量矩陣M乘以節(jié)點加速度
等于節(jié)點的合力（所施加的外力P與單元內(nèi)力I之間的差值）：
(2-1)
由于考慮了慣性力的影響，動力學(xué)平衡方程中出現(xiàn)了質(zhì)量矩陣，最后得到的求解方程不是代數(shù)方程組，而是常微分方程組。
1. 沖擊動力學(xué)求解方法
如果加載時間過短或者是動態(tài)載荷，需要采用動態(tài)分析（dynamic analysis）。復(fù)合材料的低速沖擊就屬于動態(tài)分析問題。
動態(tài)分析又分為隱式分析和顯式分析。
展開 一、沖擊動力學(xué)的基本內(nèi)涵
沖擊動力學(xué) —— 研究材料或結(jié)構(gòu)在短時快速變化的沖擊載荷作用下產(chǎn)生波動（應(yīng)力波傳播），并使固體材料產(chǎn)生運動、變形和破壞的規(guī)律，涉及固體中彈塑性波的傳播和相互作用的動力學(xué)分支學(xué)科”。
什么玩意，一臉懵逼有沒有。來點通俗易懂的，“騎馬射箭”、“槍械射擊”、“汽車碰撞”、“炸彈爆炸”這些貼近生活的情景總知道吧，這些都是典型的沖擊動力學(xué)問題。沖擊動力學(xué)，其實就是研究諸如此類的瞬變、動載荷動態(tài)作用下，結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)過程。
“原來'突然懟了一下'就是沖擊動力學(xué)？”
“咳！咳！這是你的理解，我這么嚴(yán)（裝）謹(jǐn)（X）的人才不會那么說。”
二、沖擊動力學(xué)的典型特征
言歸正傳，沖擊過程和靜力過程，到底有什么區(qū)別？
還是上圖吧，請看圖1（a）~（c），圖1（a）中的胖喵靠體型取勝，這是靜力問題，圖1（b）中的兩喵比拼的是速度，快者取勝，這就是沖擊問題，圖1（3）中的傻喵搖頭晃腦，這是疲勞問題（說不定這只喵在治療頸椎病）。
總結(jié)一下（注意一下，劃考點了）：靜力學(xué)，載荷作用過程是恒定的，不隨時間變化；沖擊動力學(xué)，載荷作用的時間很短，高速高能量；疲勞問題，載荷持續(xù)周期作用。
圖 1（a） 我壓死你（靜力學(xué)問題）
圖 1（b） 我拍死你（沖擊問題）
圖 1（c） 這么晃你不吐嗎（疲勞問題）
那沖擊動力學(xué)到底有什么特點？
對于這個問題，繼續(xù)上圖。圖2給出四個戰(zhàn)場上常見的四個物件，分別是：（1）子彈、（2）沙袋、（3）刺刀、（4）鋼盔。刀劍可以輕而易舉的刺穿柔軟的沙袋，但是沙袋能輕易攔住速度為1000m/s的子彈；刺刀最多能在鬼子的鋼盔上留下一道印痕，而子彈卻能輕易擊穿頭盔并爆了小鬼子的頭（有效射程、垂直擊中）。
你可能會問”胡扯吧你，那帶頭盔有個卵用？”
展開 圓柱殼沖擊動力學(xué)及耐撞性設(shè)計
作者：杜星文，宋宏偉 著
出版社：科學(xué)出版社
出版日期：2004-5-1
ISBN：7030130332
字?jǐn)?shù)：301000
印次：1
版次：1
紙張：膠版紙
定價：42 元當(dāng)當(dāng)價：29.2 元節(jié)省：12.80 元
內(nèi)容提要
本書研究了幾種典型的薄壁圓柱殼的軸向沖擊吸能性能，為車輛的碰撞安全和航天器的無損回收等耐撞性相關(guān)設(shè)計提供參考。全書共分九章：第一章緒論；第二章為實驗方法；第三章至第七章為復(fù)合材料圓柱殼；第八章為金屬圓柱殼；第九章為材料體系圓柱殼；另含附錄。
本書為從事航天工程、汽車工程等領(lǐng)域的技術(shù)人員進行結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計提供參考；同時適合于高等院校的力學(xué)、復(fù)合材科相關(guān)的教師和研究生。
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ansys動力學(xué)沖擊的最新內(nèi)容
凸輪從動件運動分析（附帶完整建模、計算、前后處理腳本命令）。
一 瞬態(tài)動力學(xué)分析（凸輪從動件運動）
一對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)，從動件位移s隨時間的變化，模型示意圖如圖所示。
1.選擇單元和材料屬性：
/clear,start
!清除內(nèi)容并從新開始
/prep7
!進入前處理
!==
汽水易拉罐壓碎仿真模擬
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)電路板的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)混凝土的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)混凝土碰撞非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)易拉罐的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)彎管成型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)彎管成型非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性瞬態(tài)動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動瞬態(tài)動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)塔架三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)分析的邊界條件的施加
4、學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架瞬態(tài)動力學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件
<p>1 有限元分析基本理論</p><p>1.1 有限元法簡介</p><p>在工程科技的不斷進步中，固體力學(xué)作為核心學(xué)科，對于飛行器、船舶、車輛、機械裝備、水壩、橋梁和建筑物等工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析具有至關(guān)重要的作用。自20世紀(jì)40年代以來，科研人員已經(jīng)提出并發(fā)展了多種理論方法，包括變分法、差分法和松弛法等，為簡單結(jié)構(gòu)模型的分析提供了精確的解析解或數(shù)值解。然而，面對日益復(fù)雜的實際工程結(jié)構(gòu)，這些傳統(tǒng)方法往往難以提供足夠精確的分析結(jié)果
