小球撞板反彈模擬的案例
彈性小球自由跌落反彈分析
彈性小球自由跌落反彈分析
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行切割
對于擋板，很容易劃分
3 創立分析步、接觸
（創建質量縮放）
4 創建邊界條件
小球加初速度，擋板固定住參考點
5 計算結果
基于LS-Dyna模擬小球跌落
基于LS-Dyna模擬小球跌落
1、 模型導入：在三維軟件中建立球和地面的模型，并在ANSA中分別對其劃分網格，并導入Ls-prepost中。模型也可以在公眾號（CAE備忘錄）中回復“ball”可獲得。
2、 約束地面：點擊CreEnt > Boundary > Spc > Cre，選擇Set； Sym Plane 選擇All Fix，將X，Y，Z，RX，RY，RZ全部勾選；在Sel Nodes窗口中選擇Area；將視圖調整到front，選擇地面底部節點。
3、 設置接觸：點擊keyword> All > Contact > Automatic General，保持默認即可。
4、 材料設置：keyword > All > Mat > 001 Elastic，密度：7800kg/m3；彈性模量：2e11Pa，泊松比：0.29，命名為steel。
5、 給每個Part賦予材料和截面屬性，keyword > All > part，因為網格文件是從ANSA導出的，因此SECID有一個默認值，這里沿用默認值。如果沒有的話可以點擊keyword > All > SECTION > solid，參數保持不變，點擊Accept。MID中選擇剛剛創建的材料steel（這里小球和地面都采用steel）。
6、 設置小球初速度，點擊CreEnt >Set Data > *SET NODE >Cre，選擇整個小球的節點，title 為 ball。
展開 電路板或芯片的小球跌落仿真模擬
因此，使用ANSYS仿真來對小球跌落進行模擬，是非常有意義的。
本文簡要介紹小球跌落試驗模擬所用的模塊和使用流程，希望對大家有幫助。
一、使用ANSYS Explicit模塊進行分析；
二、創建結構模型，包括PCB基板，芯片，以及塑封料。模型的建立過程略去；
三、確定部件材料，因為是示例，所以從ANSYS材料庫中選了EPOXY，Silicon，FR-4等材料參數。
四、確定接觸屬性，選擇Frictionless；
五、網格設置；
六、小球跌落速度設置為1m/s；
七、約束條件的設置，設置為底部固定約束，如果更進一步模擬實際情況，還需根據實際實驗來修改；
八、計算過程中的設置，設定終止時間為0.00015s，根據計算需求和計算能力，也可更改；
九、計算并查看芯片的應力的結果，因為重點在于芯片是否會被小球跌落損壞。
Die_ball_drop.avi
十、由下圖看出，小球底部的芯片區域，應力是最大的。由于設置的計算時間比較短，速度也比較低，因此應力并不大。
通過以上計算，可以調整不同的材料參數，以及更細化一些的疊層結構設計來優化落球的結果。從而對芯片封裝結構的設計起到非常重要的指導作用。
以上僅為示例，還希望各位專家同行多多指點。
展開 
模擬一個小球的下落過程[含空氣阻力]
摘要: 地面有山峰，有山谷.考慮一下小球自由下落,其中
考慮了空寂阻力.
程序:
% 一個小球從一定高度下落到地面（在地球表面上），地面有山峰，有山谷
close all;clc;clear;
figure;
x=linspace(-3.7,3.7,400);
y=cos(pi*x)/2+exp(x.^2/8);
Fun=inline('cos(pi*x)/2+exp(x.^2/8)-y','x','y');
Df=inline('-sin(pi*x)*pi/2+x*exp(x^2/8)/4','x');
% \copyright: zjliu
% Author's email: zjliu2001@163.com
plot(x,y);hold on;
plot(xlim,[5.3,5.3],'r');
set(gcf,'DoubleBuffer','on');
title('\itfalling ball','fontsize',16,...
展開 單元刪除模擬斷裂失效實例-----小球沖擊鋁板
很多人對單元刪除實現斷裂的模擬有認識誤區，以為定義了塑性就能算斷裂。 不否認從初學者的角度來說，參數太多，很容易讓人手足無措，無從下手。
但是斷裂問題本來就是一個非常復雜的問題，控制的材料參數非常多。所以，如果你真的要做斷裂分析，一定要好好看看manual里面progressive damge部分。有些軟件可能經過簡單的定義就能算出結果，但是算出結果是否能用？是否得到科研界和業界人士承認？ 這些年abaqus在科研界的廣泛使用，其實能說明一些問題。
這里提供一個鋁板被沖擊的實例，以前與實驗對比過，效果還可以，現在提供inp
小球沖擊模型
幾個常見需要注意的問題：
1）本例的小球為了得到等效質量（實際的沖擊體只有接觸的沖頭是圓形的，后面是柱體），沒有采用本身密度。 并其后設置為剛體。
2）property
材料參數是難點。很多人為材料參數哪兒來？ 唯一靠譜的途徑是自己做實驗，但是大家都知道實驗費用不菲而且還不一定有實驗條件。所以國內很多simulator其實是找老外做的實驗結果。
對于絕大部分常見材料，沖擊模擬所需的材料參數，baidu or google 材料編號+Johnson-Cook 都可以搜到（不過本版還是很多人問某某鋼的材料參數，搜索能力啊）
（這個inp里面材料參數來自abaqus manual）另外，實在找不到的材料參數去ls-dyna版逛逛，會有收獲的。
3 step--time：動態計算，時間是物理時間。很多人問time設為多少比較合適。現在流行的各種沖擊工況，幾乎都有現成方法或者經驗公式來估算沖擊歷時。
如果你實在是沒有任何經驗和參考數據，可以看看我的經驗。
就梁和板的沖擊而言，我個人經驗：
低速沖擊無擊穿，時間可以用pi*[sqrt（M1+M2/4）/kb] 近似估算.
展開 Fluent-動網格-4 -小球入水過程模擬
Fluent專家-動網格-4
sixdof.rar
lz.rar
wb11.rar
(小球入水過程模擬)
案例簡介
小球位于水面上3m高處，小球直徑200mm，下方水深2.5m，計算區域高6m、寬3m的矩形，計算開始時，小球自由落下，落入水中，由于小球密度小于水，最終將漂浮在水面
視頻教程播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10216
知識點：歐拉多相流、6自由度、動網格設置、動態層、解釋udf等等
視頻教程播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10216
#include "udf.h"
DEFINE_SDOF_PROPERTIES(dong,prop,dt,time,dtime)
{
/*Define the mass matrix*/
prop[SDOF_MASS]=15.0;
}
展開 單元刪除模擬斷裂失效實例-----小球沖擊鋁板
小球沖擊模型
幾個常見需要注意的問題：
1）本例的小球為了得到等效質量（實際的沖擊體只有接觸的沖頭是圓形的，后面是柱體），沒有采用本身密度。 并其后設置為剛體。
2）property
材料參數是難點。很多人為材料參數哪兒來？ 唯一靠譜的途徑是自己做實驗，但是大家都知道實驗費用不菲而且還不一定有實驗條件。所以國內很多simulator其實是找老外做的實驗結果。
對于絕大部分常見材料，沖擊模擬所需的材料參數，baidu or google 材料編號+Johnson-Cook 都可以搜到（不過本版還是很多人問某某鋼的材料參數，搜索能力啊 ）
（這個inp里面材料參數來自abaqus manual）另外，實在找不到的材料參數去ls-dyna版逛逛，會有收獲的。
3 step--time：動態計算，時間是物理時間。很多人問time設為多少比較合適。現在流行的各種沖擊工況，幾乎都有現成方法或者經驗公式來估算沖擊歷時。
如果你實在是沒有任何經驗和參考數據，可以看看我的經驗。
就梁和板的沖擊而言，我個人經驗：
低速沖擊無擊穿，時間可以用pi*[sqrt（M1+M2/4）/kb] 近似估算. 其中M1是撞擊體質量，M2是受撞體質量，Kb是撓曲剛度（薄板取彎曲剛度即可）。
高速擊穿的情況，一般取1-2ms試算，算完一看結果，自然知道如何調整。
4 網格：接觸區域網格必須足夠細，不然會出現有些同學反映的問題：網格被拉得很長也不見破壞...
5 step--output在State/Field/User/Time-------status里面打鉤，否則失效的單元還是會出現在模型里面。
展開 Fluent-動網格-案例4-小球入水過程模擬
Fluent專家-動網格-4
(落物入水過程模擬)
案例簡介
小球位于水面上3m高處，小球直徑200mm，下方水深2.5m，計算區域高6m、寬3m的矩形，計算開始時，小球自由落下，落入水中，由于小球密度小于水，最終將漂浮在水面。
sixdof.rar
sixdof.c
wb.rar
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10216
6自由度udf
#include "udf.h"
DEFINE_SDOF_PROPERTIES(dong,prop,dt,time,dtime)
{
/*Define the mass matrix*/
prop[SDOF_MASS]=15.0;
}
展開 通過CAE仿真法模擬手機屏小球沖擊實驗
小球沖擊-位置9
TP最大主應變4881微應變，撞擊點最大位移0.773mm，小于TP玻璃判據值，無失效風險。
通過以上案例可知，通過CAE仿真分析軟件可以有效模擬物理實驗并準確知道實驗的各項數據結果，為企業節約大量成本，同時能夠對產品各項性能進行驗證從而指導產品的優化設計。
