ansys撞擊模擬的案例
Ansys 案例研究 | 保齡球撞擊模擬
本視頻演示了使用一個(gè)保齡球碰撞示例來(lái)說(shuō)明接觸的概念。
AnsysWB保齡球撞擊模擬 ￥5
這個(gè)模擬用保齡球來(lái)說(shuō)明接觸的概念。無(wú)摩擦的身體相互作用定義在球與瓶之間以及瓶?jī)?nèi)。進(jìn)行一次無(wú)接觸模擬并檢查結(jié)果。
小球撞擊模擬
ball.rar
1 建立擋板
2 建立小球
（裝配到合適的位置）
3 劃分網(wǎng)格
先將小球切分，把xz面向上偏移一半的球徑
再用yz，xy平面將上面切割的體進(jìn)行切割
對(duì)于擋板，很容易劃分
3 創(chuàng)立分析步、接觸
（創(chuàng)建質(zhì)量縮放）
4 創(chuàng)建邊界條件
小球加初速度，擋板固定住參考點(diǎn)
5 計(jì)算結(jié)果
破片撞擊靶板模擬
背景：
采用拉格朗日算法模擬鎢合金破片撞擊鋼靶板。
1、不同速度破片撞擊靶板
破片速度800m/s，靶板厚度6mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度800m/s，靶板厚度6mm，破片速度變化：
破片速度1000m/s，靶板厚度6mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度6mm，破片速度變化：
破片速度1500m/s，靶板厚度6mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1500m/s，靶板厚度6mm，破片速度變化：
2、破片撞擊不同厚度靶板
破片速度1000m/s，靶板厚度4mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度4mm，破片速度變化：
破片速度1000m/s，靶板厚度6mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度6mm，破片速度變化：
破片速度1000m/s，靶板厚度8mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度8mm，破片速度變化：
3、其他
破片速度1000m/s，靶板厚度3mm、間隙3mm和靶板厚度3mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度3mm、間隙3mm和靶板厚度3mm，破片速度變化：
破片速度1000m/s，靶板厚度3mm、3mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度1000m/s，靶板厚度3mm、3mm，破片速度變化：
展開 
適用于Ls-dyna撞擊模擬的55t鞍式列車有限元模型 ￥19.89
汽車碰撞仿真是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬汽車碰撞過(guò)程的技術(shù)，它可以幫助工程師更好地了解汽車在碰撞中的行為和乘員的受傷情況，從而優(yōu)化車輛的安全性能。
汽車碰撞仿真的原理是基于物理學(xué)的有限元分析方法，通過(guò)建立車輛和乘員的模型，并設(shè)定不同的碰撞條件，來(lái)模擬車輛在碰撞中的反應(yīng)和乘員的受傷情況。這種仿真技術(shù)可以模擬不同類型、不同速度的碰撞，以及不同乘員、不同位置的受傷情況。
在汽車碰撞仿真中，需要考慮到車輛的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、碰撞吸能設(shè)計(jì)等因素，同時(shí)還需要考慮到乘員的體型、位置、安全帶佩戴等情況。通過(guò)仿真技術(shù)，可以預(yù)測(cè)車輛在碰撞中的變形情況、乘員的受傷情況，以及安全帶的性能等，從而為車輛設(shè)計(jì)和安全性能優(yōu)化提供重要的參考依據(jù)。
該領(lǐng)域通用的手段是ansa+ls-dyna或者h(yuǎn)ypermesh+ls-dyna。
車輛模型如附件所示。
展開 破片撞擊靶板模擬 ￥10
破片速度800m/s，靶板厚度6mm，破片撞擊靶板過(guò)程：
破片速度800m/s，靶板厚度6mm，破片速度變化：
裝滿液體易拉罐撞擊地面模擬
裝滿液體易拉罐撞擊地面模擬
Abaqus顯示動(dòng)力學(xué)模擬臺(tái)球撞擊案例教學(xué) ￥9.99
(2) 查看變形云圖：在左側(cè)工具欄中選擇【Contour】，變量選擇“U”（位移），可觀察到撞擊后兩球的位移變化，臺(tái)球A沿X軸正方向移動(dòng)，臺(tái)球B沿X軸負(fù)方向反彈。
(3) 查看應(yīng)力分布：變量選擇“Mises”（米塞斯應(yīng)力），可觀察到撞擊瞬間兩球接觸區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象，最大應(yīng)力出現(xiàn)在接觸點(diǎn)附近，符合彈性撞擊的應(yīng)力分布規(guī)律。
4.2動(dòng)畫演示撞擊過(guò)程
(1) 點(diǎn)擊左側(cè)工具欄中的【Animate】→【Play】，可動(dòng)態(tài)演示臺(tái)球撞擊的完整過(guò)程，直觀觀察兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。
(2) 調(diào)整動(dòng)畫速度：通過(guò)【Animate】→【Animation Controls】，設(shè)置播放速度和循環(huán)方式，便于細(xì)節(jié)觀察。
五、案例拓展與注意事項(xiàng)
5.1 案例拓展
? 改變初始撞擊速度：調(diào)整球桿撞擊速度，分析其對(duì)接觸力、應(yīng)力及反彈速度的影響；
? 考慮球桿旋轉(zhuǎn)：在施加球桿速度時(shí)添加角速度，模擬帶旋轉(zhuǎn)的擊球過(guò)程；
? 非正碰模擬：調(diào)整兩球初始位置或球桿撞擊角度，模擬斜碰過(guò)程；
? 材料非線性：將臺(tái)球、球桿或球桌材料改為彈塑性，分析撞擊過(guò)程中的塑性變形；
? 球桌彈性變形影響：將球桌設(shè)為可變形，對(duì)比剛性球桌與可變形球桌的模擬結(jié)果差異。
5.2 注意事項(xiàng)
? 顯示動(dòng)力學(xué)分析步的時(shí)間步長(zhǎng)由Abaqus自動(dòng)計(jì)算，無(wú)需手動(dòng)設(shè)置；若某一步出現(xiàn)計(jì)算不穩(wěn)定，可適當(dāng)減小對(duì)應(yīng)步驟的時(shí)間步長(zhǎng)因子。
? 接觸設(shè)置是本案例的關(guān)鍵，需重點(diǎn)檢查step-1球桿與臺(tái)球A、step-2兩球間的接觸對(duì)選擇，確保接觸屬性分配正確，避免接觸穿透或丟失；step-2中需確認(rèn)球桿與臺(tái)球無(wú)接觸干涉。
展開 適用于Ls-dyna\hypermesh撞擊模擬的1.5t小轎車有限元模型 ￥19.89
上傳一款工作用的1.5t小轎車模型，hypermesh格式，可用于ls-dyna的碰撞分析，材料參數(shù)都已經(jīng)設(shè)置好，開箱即用，適用于Ls-Dyna\hypermesh初學(xué)者。
hypermesh模型，局部演示以及l(fā)sdyna模型樣式如上圖所示，附件中hypermesh模型和lsdyna格式模型打包上傳。
附注：模型個(gè)人用過(guò)，沒有問(wèn)題，但是由于個(gè)人用途不一樣，不一定適合每個(gè)人，僅作學(xué)習(xí)。用戶可以直接把模型拿過(guò)去用，約束，初內(nèi)力啥的修改掉都是沒問(wèn)題的。如果想討論，友善討論沒有問(wèn)題，個(gè)人有空還會(huì)幫助解決bug，但是如果直接人身攻擊，一律不理會(huì)。經(jīng)網(wǎng)友測(cè)試hypermesh版本不同可能導(dǎo)出的模型會(huì)有個(gè)別命令有點(diǎn)小差異，根據(jù)lsdyna的提示解決掉就可以，如果是純小白可以找我討論。
展開 適用于Ls-dyna\hypermesh撞擊模擬的40t卡車有限元模型 ￥19.89
<p><span style="color: rgb(18, 18, 18); background-color: rgb(255, 255, 255);">上傳一款工作用的40t卡車模型，hypermesh格式，可用于ls-dyna（lsdyna）的碰撞分析，材料參數(shù)都已經(jīng)設(shè)置好，開箱即用，適用于Ls-Dyna（lsdyna）\hypermesh初學(xué)者。</span></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202401/attachment/9c8cf50f96124836b54eea287b829097.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202401/attachment/9c8cf50f96124836b54eea287b829097.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202401/attachment/9c8cf50f96124836b54eea287b829097.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202401/attachment/9c8cf50f96124836b54eea287b829097.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202401
展開 Fluent 模擬液滴撞擊壁面 3D ￥30
fluent 模擬mm級(jí)別液滴撞擊壁面
VOF 和level-set 方法
包括case 和 data 文件
droplet_on_surface.avi
基于LS-dyna模擬鈑金件撞擊壁面
基于LS-dyna模擬鈑金件撞擊壁面
教程目標(biāo)：
熟悉接觸定義
了解怎樣設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)
問(wèn)題描述：
以速度為10m/s撞擊一個(gè)100X100X200的盒子模型，通過(guò)撞擊吸收的能量可以觀察在dyna中如何定義接觸算法，將盒子做成四分之一模型，邊界條件和尺寸如下圖所示：
材料屬性：
密度：7850kg/m3
楊氏模量：210GPa
泊松比：0.3
屈服極限：230Mpa
切線模量：500Mpa
材料設(shè)置：
設(shè)置鈑金的材料，點(diǎn)擊Model > Keywrd. MAT > 024-PIECEWISE_LINEAR_PLASTICTY，
設(shè)置運(yùn)動(dòng)墻的材料，將運(yùn)動(dòng)墻看做剛體，點(diǎn)擊MAT > 020-RIGID，CMO中選擇1，表示約束都在全局坐標(biāo)系下進(jìn)行的；CON1選擇5，表示約束Y和Z的平移方向；CON2選擇7表示約束所有旋轉(zhuǎn)方向。
設(shè)置單元屬性：
因?yàn)楸纠菤卧?，因此截面?yīng)是shell，點(diǎn)擊SECTION>SHELL，Title中填入crashbox，SHRF=0.8333，NIP=5，T1-T4=1.5表示殼單元的厚度是1.5mm，點(diǎn)擊accept，然后點(diǎn)擊NewID，改變Title為plate，改變厚度為2最后點(diǎn)擊accept，done。
賦予零件材料和截面：
點(diǎn)擊PART>PART，點(diǎn)擊對(duì)話框右上角，選擇零件并賦予對(duì)應(yīng)的截面和材料。
設(shè)置運(yùn)動(dòng)參數(shù)：
點(diǎn)擊Model > Keywrd>DEFINE > CURVE，命名為velocity，在A1和O1分別輸入0，1，insert；1，1，insert，點(diǎn)擊Accept，done。
展開 LS-DYNA模擬波音767撞擊核電站
材料模型設(shè)置如下表所示：
混凝土采用 Concrete_Damage 材料模型，并利用圓柱體撞擊混凝土面板的仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證材料參數(shù)的準(zhǔn)確性：
最終飛機(jī)撞擊核電站的效果如下動(dòng)畫所示：
網(wǎng)格總數(shù)：100萬(wàn)
采用8核并行運(yùn)算，雙精度
采樣時(shí)間步長(zhǎng)0.001s, 總共計(jì)算0.3 s
所需機(jī)時(shí): 44小時(shí)
在LS-DYNA中，可以通過(guò)提取節(jié)點(diǎn)的反作用力并加總，可得到飛機(jī)的撞擊力，并且能通過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的劃分，得到各個(gè)部分的撞擊力分布，如下圖所示：
還可以在LS-DYNA中輕松修改撞擊的角度，位置以及速度，得到不同狀態(tài)下飛機(jī)和核電站的損毀情況：
以下展示了不同撞擊位置時(shí)候的結(jié)果：
展開 采用SPH算法模擬彈丸高速撞擊裝甲
采用SPH算法模擬彈丸高速撞擊裝甲
SPH算法是一種沒有網(wǎng)格的拉格朗日數(shù)值計(jì)算方法，該算法使用一系列粒子將求解區(qū)域離散化。
建模部分過(guò)程
1、選擇SPH算法
2、建立幾何
3、填充材料
ANSYS/LS-DYNA管道受橫向撞擊分析
ANSYS的LS-DYNA目前已經(jīng)是比較完善的顯式計(jì)算模塊了，能夠高效的處理幾何非線性，包括大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大應(yīng)變的情況，同時(shí)也能夠處理材料非線性和接觸非線性。該模塊善于使用Lagrange算法進(jìn)行顯式結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析，同時(shí)也有ALE和Euler算法，隱式分析功能，熱分析以及流固耦合分析功能。
本文分析一個(gè)簡(jiǎn)單的管道撞擊變形的例子，一個(gè)直徑為0.8m的圓管，兩端固定，管長(zhǎng)為2m、壁厚為0.01m。一個(gè)邊長(zhǎng)為0.3m的立方體以50m/s的速度撞擊圓管中部。分析撞擊過(guò)程。
圓管的材料和立方體的材料都是相同的，樣式模量為2E11pa，切線模量為2E9pa，泊松比0.3，密度為7850kg/m^3，屈服應(yīng)力為2E8pa。
模型的建立較為簡(jiǎn)單，但是在啟動(dòng)的時(shí)候需要勾選LS-DYNA的選項(xiàng)：
設(shè)置模型單元為SHELL163和SOLID164單元，管道設(shè)置為SHELL單元，立方體設(shè)置為SOLID單元，模型如下圖所示：
由于LS-DYNA與ABAQUS一樣，存在PART的概念，因此將上面的立方體和圓管設(shè)置為兩個(gè)PART，在ANSYS/LS-DYNA中設(shè)置PART的方式主要是通過(guò)單元號(hào)、實(shí)常數(shù)號(hào)和材料號(hào)的不同進(jìn)行區(qū)分，如果這三者都相同，則PART號(hào)也相同，因此即便是同樣的單元、材料、實(shí)常數(shù)，如果需要設(shè)置兩個(gè)PART也需要分開設(shè)置。
設(shè)置完P(guān)ART之后，設(shè)置上面立方體的初速度，在Initial Velocity中設(shè)置PART的初速度，指定Y方向的初速度為-50，這樣初速度設(shè)置完成，之后設(shè)置邊界條件，在Constraints中將圓管兩端的邊緣固定死。
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