動力學與碰撞仿真的案例
基于ABAQUS的金屬管高速碰撞的動力學仿真分析
圖4金屬管的PEEQ、mises應力云圖（A）PEEQ云圖（B）mises應力云圖
4.3能量曲線
從能量的角度對物體的變形甚至失效行為進行深入分析是仿真相比試驗的最大優勢之處。本案例同樣可以通過提取金屬管碰撞過程中的動能、內能以及系統總能量的變化來理解整個高速碰撞過程。碰撞過程中的能量及能量比變化曲線如圖5所示，其中圖5a1表示能量變化曲線，圖5a2表示能量比變化曲線。圖中發現，在整個碰撞過程中，內能是處于不斷增加直至平衡不變的狀態，與之相反，動能逐漸減小直至穩定在0附近左右，此時碰撞結束，兩金屬管相對靜止，不在有相對位移的變化，而總的能量是緩慢上升的，這是因為整個碰撞過程中，模型有額外的能量輸出，也就是定義了旋轉角速度帶來的動能。另外從圖5a2可以看出，能量比尖峰出現在25μs左右，表明此時金屬管出現大的破壞失效，之后曲線開始急劇下降，說明金屬管在接觸后發生的失效帶走了大部分的動能，之后曲線緩慢上升趨于平緩，維持在5J左右。這是由于兩者處于相對靜止，動能降為零導致的。
圖5能量及能量比變化曲線a1能量變化曲線a2能量比變化曲線
5總結
基于ABAQUS仿真平臺，通過顯示動力學模塊進行對稱金屬管的動力學仿真分析并通過應力應變云圖、金屬管變形情況以及能量曲線分析方式對諸如工程中的碰撞及跌落問題有了一定的認知，本案例能夠為工業生產過程中的碰撞及從產品跌落提供一定的參考意義。
展開 對接機構隔框鎖的接觸碰撞動力學研究及仿真
為了給空間對接飛行器提供地面試驗的參考依據,驗證隔框鎖結構設計的正確性和對接過程的可行性,本文針對隔框鎖實例,在其運動平面內以均勻B樣條曲線擬合鎖鉤外輪廓,并建立起接觸碰撞動力學微分方程和仿真模型。分析了剛體碰撞的過程、剛性接觸的單邊約束條件和考慮變形接觸的法向力計算方法。文章還提出了基于幾何引擎的接觸點的實時判別算法,并給出了對接完成后鎖鉤的接觸力、動能及動量的仿真曲線圖。計算過程穩定、所得結果合理,具有重要的參考價值
對接機構隔框鎖的接觸碰撞動力學研究及仿真.pdf
（交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
ABAQUS多層球體顯示動力學碰撞分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、掌握三維模型的繪制
2、掌握顯示動力學分析相關的材料參數設置
3、理解顯示動力學分析步的建立
4、學習碰撞分析的相互關系的設置
5、了解顯示動力學網格的劃分
6、學習結果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
本案例操完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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ANSYS workbench 小球碰撞顯示動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習小球碰撞的三維模型處理
2、學習小球碰撞非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性顯示動力學分析步的建立
4、學習小球碰撞顯示動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 小球碰撞顯示動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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RecurDyn 應用：基于多體動力學的齒輪傳動系統動力學仿真
另外，雖然仿真結果的振幅值略小于實測結果，即使載荷扭矩增加，振幅不改變。因此，此仿真結果與Yoshikawa等人文章中的“傳遞誤差幅值在漸開線齒面情況下受載荷扭矩影響較小”的描述相一致。
作為齒輪傳動系統動態特性的預測方法，本文中介紹了考慮齒輪接觸剛度變化的多體動力學方法，并給出了驗證結果，結論如下：
-采用多體動力學方法進行齒輪接觸計算，可以考慮齒輪變形和嚙合齒數變化引起的嚙合剛度變化。
-該方法可以對系統的行為進行仿真和評估。振動由齒輪接觸引發，并通過軸和軸承傳遞到外殼。
-多體動力學方法可以在考慮瞬態條件下計算齒輪傳動系統的動態特性。
傳統的齒輪傳動仿真是靜態的，而不是動態的。但是，因為BEV（純電動汽車）/HEV（混合動力汽車）的齒輪變速箱會在各種駕駛條件下使用，瞬態響應仿真比以往更重要。多體動力學適用于此類機械系統仿真，RecurDyn/DriveTrain使工程師能夠動態地開發考慮各種瞬態條件的齒輪傳動系統。
文章來源:Recurdyn軟件
展開 基于反應力場的超高速碰撞分子動力學模擬
納米粒子小球超高速撞擊具有氧化層的金屬表面
轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
轉子動力學ansys仿真流程方法
工程中的回轉機械，如渦輪機、電機等，在運轉時經常由于轉軸的彈性轉子偏心而發生橫向彎曲振動。當轉速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當轉速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉子發生激烈振動的特定轉速稱為臨界轉速。工程師要做的就是查找轉子系統的臨界轉速，從而將系統修改轉速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉速。
要獲取臨界轉速，那么ansys軟件就可以根據模型來計算臨界轉速。理論狀態下轉子系統包括：轉軸、轉軸上的圓盤、兩側軸承以及不平衡的質量，如圖所示。
那么如何進行坎貝爾圖的計算和提取呢？在ANSYS軟件中有三種方法來計算臨界轉速，如下所示：
第一種為梁單元方法，建立一根軸線，不同的位置給定不同的半徑和質量點來計算。
第二種為三維實體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對稱模型，所以默認的模型是完全的不偏心的，所以需要添加偏心的質量點。
第三種為ANSYS workbench中新功能，概念模型，建立二維的截面模型來代替三維模型，計算量能夠顯著的減少，加快計算速度，但是結果并沒有差別。
本次流程以第三種方式來展示仿真分析的流程方法，基本操作過程三種近似相同。分析模塊是采用模態分析來進行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進行處理，將三維模型切割，提取中間的截面，如圖所示。
打開workbench中的模態分析模塊，設置對稱選項，如下圖所示。默認的模型不會出現對稱的設置，需要選中model狀態下插入對稱、接觸、遠端點等選項.
設置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示，設置坐標和對稱軸及平面數量。
展開 ANSYS workbench 混凝土碰撞顯示動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習混凝土的三維模型處理
2、學習混凝土碰撞非線性接觸相關的接觸設置
3、學習混凝土碰撞顯示動力學分析步的建立
4、學習混凝土碰撞顯示動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 混凝土碰撞顯示動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
超高速碰撞產生碎片云的分子動力學模擬
超高速碰撞產生碎片云的分子動力學模擬
Siemens PLM Software轉子動力學與柔性體機構動力學 仿真研討會
會議時間：7月26日 北京 / 7月28日 西安
會議亮點：
? 具有30多年歷史的全球最成熟轉子動力學與柔性體機構動力學分析解決方案
? 業界最強大的轉子動力學與柔性體機構動力學建模和分析能力
? 國內外眾多廠商經典案例，比利時轉子動力學專家主講
報名截止日期：7月22日
費用: 免費
主講人：Patrick Morelle博士
主講人簡介：Patrick Morelle博士，1980年畢業于比利時列日大學物理學系，1980-1987年間在列日大學力學系擔任助理教授職務，1987年獲結構機械學博士學位。1989年加入Siemens PLM Software，擔任優化及結構動力學研發組長。1997年起兼任巴黎達芬奇大學中心（Pole Universitaire Leonard de Vinci）榮譽教授及院長職務。2000年起任LMS SAMTECH公司德國辦事處總經理，目前負責Samcef Rotors和Samcef Mecano在全球的市場推廣工作。
會議信息：
具體信息及報名方法見附件。
Samcef邀請函-7.26北京-7.28西安.doc
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基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析
基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統模型,其中柔體部件采用了節點法和模態縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數據也為優化設計和疲勞性能研究提供了依據,為新產品的開發提供了有效的手段。
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.rar
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
圖3.添加驅動對話框
2.6 運動學仿真
前面的參數設置完成后，最后只需將仿真時間設置為1s，步數設置為1000步，啟動求解器程序，即可得到仿真圖形。
2.7 仿真結果
1）傳動裝置角速度仿真
經過前面ADMS虛擬樣機建立后，啟動仿真求解程序后，經過一段時間運算后，求解出本文需要仿真的角速度曲線。
a.行星支架運動角速度
b.太陽輪運動角速度
圖4.輸入軸和輸出軸角速度
2）結果對比
行星齒輪減速機構太陽輪和行星支架理論上的減速比為：
其中為傳動比
為行星輪齒數，40
為太陽輪齒數，120
計算得到理論傳動比為2.67
由太陽輪和行星支架角速度曲線計算得到仿真減速比為，可以看出在行星齒輪機構運動學仿真中，仿真結果和理論計算結果高度一致。
3. 動力學仿真
3.1 模型修改
對于行星齒輪機構運動學仿真和動力學仿真之間的區別在于齒輪間相互關系的建立，在運動學仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運動與理論值高度吻合。動力學仿真時齒輪間采用接觸的方式相互連接，在動力學仿真中會因為齒輪間接觸剛度和間隙，而使仿真結果和理論計算值產生一定的出入，但是更加真實。
在運動學仿真模型的基礎上，首先將齒輪副G1~G6刪除，然后建立三個行星輪和太陽輪、內齒輪之間的接觸，C1~C6。其中接觸剛度的可以參考公式2），阻尼系數可以設置成接觸剛度的0.1%~1%。
施加扭矩載荷，對行星輪架施加與運動方向相反的負載扭矩，扭矩大小為100Nm，如圖所示。
3.2 動力學仿真
設置仿真時間為1s，仿真步數為1000，進行仿真分析，分析完成后查看仿真結果。
展開 Comsol多體動力學剛柔耦合仿真方法 ￥20
前言：Comsol是優秀的多物理場仿真軟件，用來模擬單個物理場、以及耦合多個物理場。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場模塊，無論模擬哪個工程領域的問題或是哪種特定的物理現象，都可以在同一個軟件界面中，使用相似的操作流程進行分析。Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹
在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關于多體動力學的剛柔耦合分析，很多有限元軟件都可以實現，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進行模型建模時，有些缺少必要的運動副，有些需要借助別的軟件才可以進行柔性體轉化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨立完成剛柔耦合分析，對于不重點關注的剛體部分，可以將網格粗糙化，對于重點關注的柔性體部分，可以將網格適當加密。
Comsol基礎的運動副（關節）包括：
棱柱關節、鉸鏈關節、圓柱關節、螺紋關節、平面關節、球關節、槽關節、約化槽關節、萬向接頭、距離關節等。
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