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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-07

ansys玻璃加熱分析的實例教程
1、問題描述
面板:玻璃/環氧
1. 材料性能: 單層材料: E1=4.8×104Mpa E2=E3=1.6×104Mpa
ν2=ν13=0.27ν23=0.2
G23=0.4×104Mpa G12=G13=0.8×104Mpa
每層厚度:0.15mm用 shell 單元模擬
長方形:長 200mm寬 40mm
半徑:5mm
長方形右邊受 1000N 均勻拉力 左邊固支
2. 學號對應的圓心坐標 2(75,20)
3. 五層層合板的力學性能 [0/90/0/90/0]
網格劃分可以自由劃分,最好用映射網格劃分含缺陷部分。
2、建立模型
網格劃分:
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3
映射網格劃分
模型求解的結果
施加約束(載荷):
長方形左邊固支右邊受 1000N 均勻拉力
3、有限元結果分析
受力方向位移圖(整體):
X 方向的位移圖
Y 方向的位移圖
Z 方向的位移圖
Mises 應力圖(每層):
第一層Mises 應力圖
第二層Mises 應力圖
第三層Mises 應力圖
第四層Mises 應力圖
第五層Mises 應力圖
結論:
由Mises 應力圖可以得出對稱層合板之間的應力圖是相同的
展開 TL 957 標準規定了硅酸鹽玻璃車輛玻璃板的要求和測試,其中第9.2節詳細說明了光學畸變測試。盡管測試名為“光學畸變”,但實際測量的是屈光率。屈光度的計算方式如圖所示:
圖中展示了擋風玻璃的橫截面。兩條光線自左向右穿過玻璃。位于頂部的光線在點M與玻璃發生相互作用,而底部的光線則在點M’處發生相互作用。兩個偏轉角分別標記為α1和α2,它們代表了從擋風玻璃射出的光線(即透射光線)與入射光線之間的夾角。
在位置M處的屈光度DM可以通過在M點的光學畸變值ΔαM除以ΔX來計算。光學畸變值定義為在距離上的偏轉角度差。基于上圖,光學畸變值是通過計算位置M和M′處存在的擋風玻璃上的兩條傳輸光線之間的角度來得到的。在標準TL 957中,使用在4個M′點測量的最大光學畸變值來計算折射力,如下圖所示。
本文闡述了如何運用Speos軟件分析汽車擋風玻璃的光學畸變。本示例將介紹一個Speos擋風玻璃分析項目。基于特定擋風玻璃幾何形狀,將生成一個光學畸變圖和一個屈光度圖。
綠色點代表位于M位置的光線。在中心光線M′的上方、下方、左側和右側的其他四條光線被用來獲得最大的光學畸變值。在標準的TL 957中,距離值?X被設定為12毫米。
還有其他標準以類似但略有不同的方式定義了光學畸變分析。例如:聯合國歐洲經濟委員會的第43號法規(ECE R43)。在第43號法規中,距離值?X設定為4毫米,并且要求使用16條光線來獲得最大光學畸變值。
在這個例子中,為了演示目的,使用了材料為PMMA的簡單單層擋風玻璃。光學畸變是根據TL 957標準的定義計算的。您需要安裝以下工具:
Ansys Speos 2023R2或更高版本。
在鏈接中說明的Python版本。
展開 有限元學科作為一種新興的專業軟件分析技術,分析數學,材料力學,特別是數字信息技術的快速發展極大地推動了產業和學科進步,本文基于ANSYS有限元顯式動力分析軟件,模擬拋光時的運動狀態,改變聚氨酯材料拋光絲的彈性模量進行多次仿真計算,分析不同彈性模量的聚氨酯拋光絲對拋光時玻璃表面應力和波動率的影響大小。
模擬仿真時應該注意對時步和對沙漏的控制,應盡量避免出現沙漏模態,以確保模擬的準確性和計算效率;網格劃分一般分為四面體和六面體網格,系統一般會優先選擇四面體網格;材料模型的選擇上,本次仿真模擬拋光過程所用的材料是通過選擇LS-DYNA的本構模型的基礎上修改其中所需參數來進行分析計算的主要參數見表1。
表1 材料參數
本文主要從對比不同彈性模量的聚氨酯與玻璃拋光摩擦時玻璃受到的力學變化分析,并且根據分析后的變化進一步分析單元的等效應力應變云圖。下圖為4個運動應力變化分別在2 ms、10 ms和20 ms和40 ms的情況下的云圖。
圖1 不同時刻的應力云圖
拋光絲的波動率變化,拋光絲在Z軸方向的位移量會導致表面應力發生大的變化,工件表面的壓力不穩定會進一步影響整個工件表面的平整度,在高速轉動的情況下會使工件產生脆性斷裂,因為聚氨酯拋光絲是一種彈性體,這就要求在選擇材料的時候不一定彈性模量越高越好,同時還要考慮其波動率。
圖2 10 MPa下Z軸速度變化
圖3 20 MPa下Z軸速度變化
圖4 30 MPa下Z軸速度變化
圖5 40 MPa下Z軸速度變化
由折線圖可以較為明顯地看出彈性模量在10 MPa和40 MPa情況下波動要大于彈性模量20 MPa和30 MPa。
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1. 材料性能: 單層材料: E1=4.8×104Mpa E2=E3=1.6×104Mpa
ν2=ν13=0.27ν23=0.2
G23=0.4×104Mpa G12=G13=0.8×104Mpa
每層厚度:0.15mm用 shell 單元模擬
長方形:長 200mm寬 40mm
半徑:5mm
長方形右邊受
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此示例介紹了基于 TL 957 標準和43號法規(ECE R43)的擋風玻璃光學畸變分析的工作流程,以及 GitHub Ansys 光學自動化中提供的分析自動化工具。
如果您從未使用過任何 GitHub 倉庫,可以根據光學自動化庫的介紹進行操作,該文章在運行以下的工作流程之前可以提供一些必備知識。
該工作流程使用了于 2023R1 發布的light
有限元學科作為一種新興的專業軟件分析技術,分析數學,材料力學,特別是數字信息技術的快速發展極大地推動了產業和學科進步,本文基于ANSYS有限元顯式動力分析軟件,模擬拋光時的運動狀態,改變聚氨酯材料拋光絲的彈性模量進行多次仿真計算,分析不同彈性模量的聚氨酯拋光絲對拋光時玻璃表面應力和波動率的影響大小。
模擬仿真時應該注意對時步和對沙漏的控制,應盡量避免出現沙漏模態,以確保模擬的準確性和計算效率;

