沖擊后壓縮仿真的案例
ABAQUS導(dǎo)入初始場變量（預(yù)定義場）多次低速沖擊以及沖擊后壓縮 ￥38
ABAQUS導(dǎo)入初始場變量（預(yù)定義場）
通常利用ABAQUS計(jì)算時，需要多步驟分析，例如計(jì)算多次低速沖擊以及沖擊后壓縮等，下面詳細(xì)描述利用數(shù)據(jù)傳遞方法進(jìn)行多步驟分析。（建議購買視頻，視頻內(nèi)包含此帖子）
導(dǎo)入效果圖如下：
導(dǎo)入的損傷云圖
導(dǎo)入的應(yīng)力場
導(dǎo)入的位移場
分層損傷的導(dǎo)入
1. 計(jì)算完成后，新建一個ABAQUS 窗口，切記與上一步計(jì)算的ODB文件在同一個文件夾下，導(dǎo)入Part部件
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板沖擊后壓縮試驗(yàn) ￥99
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板沖擊后壓縮試驗(yàn)！已實(shí)現(xiàn)層合板斷裂，且已解決網(wǎng)格畸變問題，層間內(nèi)插cohesive單元，補(bǔ)片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準(zhǔn)則；內(nèi)附有cae，inp，puck Vumat 子程序；可贈送快速建模插件! 自做模型！
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Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗(yàn)！（glare板） ￥99
Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗(yàn)！（glare板）
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聚合物基復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度（CAI）測試標(biāo)準(zhǔn)解讀及主要挑戰(zhàn)分析
但這類材料存在一個關(guān)鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內(nèi)部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進(jìn)而大幅降低其承載能力，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression After Impact, CAI）性能測試，成為復(fù)合材料研發(fā)、質(zhì)量控制、選型決策中不可或缺的核心環(huán)節(jié)，更是連接實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)與市場實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁。
Background
什么是CAI測試？
很多人將CAI測試誤解為單一的沖擊實(shí)驗(yàn)，實(shí)則不然——它是一套完整的系統(tǒng)性能評估流程，核心目的是模擬復(fù)合材料在實(shí)際服役中“遭遇低能量沖擊后繼續(xù)承載”的嚴(yán)峻工況，精準(zhǔn)考核材料受損后的剩余壓縮強(qiáng)度。
其測試邏輯可概括為兩步：
第一步，通過標(biāo)準(zhǔn)化的落錘沖擊或準(zhǔn)靜態(tài)壓痕方法，在復(fù)合材料層合板試樣上引入可控、可重復(fù)的損傷，模擬實(shí)際使用中可能遇到的沖擊場景；
第二步，將已產(chǎn)生損傷的試樣固定在專用支撐夾具中，進(jìn)行壓縮試驗(yàn)直至失效，最終測定其壓縮殘余強(qiáng)度，以此判斷材料在受損后的結(jié)構(gòu)可靠性。簡單來說，CAI測試就是給復(fù)合材料做“抗沖擊后的耐力測試”，直接決定材料能否在復(fù)雜工況下安全服役。
Standard
檢測標(biāo)準(zhǔn)解讀
當(dāng)前，業(yè)界普遍遵循ASTM D7136（落錘沖擊）與D7137（壓縮殘余強(qiáng)度）標(biāo)準(zhǔn)體系。這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了從試樣制備、沖擊引入到最終壓縮測試的全過程。
1. 核心試樣
標(biāo)準(zhǔn)推薦針對厚度為4.0至6.0毫米,建議厚度為5mm的層合板進(jìn)行測試，鋪層方式對結(jié)果有決定性影響。
展開 復(fù)合材料沖擊后壓縮CAI 綜述文獻(xiàn)（不斷更新）
復(fù)合材料沖擊后壓縮CAI 的文獻(xiàn)，我認(rèn)為總結(jié)比較好的文章，分享給大家
[1] Khathyri Fatima, ElkiheL Bachir, Delaunois Fabienn. Review of damages prediction in a composite material at low velocity impact Global Journal of Engineering and Technology Advances, 01 (01) (2019) 027–42.
REF1.pdf
[2] Raffael Bogenfeld, Janko Kreikemeier, Tobias Wille. Review and benchmark study on the analysis of low-velocity impact on composite laminates. Engineering Failure Analysis, 86 (2018) 72-99.
Ref2.pdf
[3] Youhong Tang, Lin Ye, Zhong Zhang, Klaus Friedrich. Interlaminar fracture toughness and CAI strength of fibre-reinforced composites with nanoparticles – A review. Composites Science and Technology, 86 (2013) 26-37.
ref3.pdf
展開 纖維復(fù)合材料加筋壁板沖擊后壓縮計(jì)算剩余強(qiáng)度 ￥39
纖維復(fù)合材料加筋壁板沖擊后壓縮計(jì)算剩余強(qiáng)度，采用連續(xù)殼單元，內(nèi)附cae，inp及ODB文件
復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度（CAI）測試關(guān)鍵要點(diǎn)，確保天舟貨運(yùn)飛船飛行安全性
ASTM D7136：測量纖維增強(qiáng)聚合物基體復(fù)合材料抵抗落錘沖擊損傷的能力
ASTM D7137：受損聚合物基體復(fù)合材料板的殘余抗壓強(qiáng)度性能
ISO 18352：測定在指定沖擊能級下的沖擊后壓縮性能
AITM 1.0010：空客試驗(yàn)方法，用于測定沖擊后壓縮強(qiáng)度
波音BSS 7260，II型：復(fù)合材料層壓板的沖擊后抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
使用的勢能為4.94 ft-lb（6.7J）乘以試樣厚度。使用直徑為0.625英寸（16mm）的半球形沖擊器，將試樣支撐在剛性支撐夾具上，并在支撐底座中具有適當(dāng)尺寸的窗口，使其承受面外集中沖擊，材料的抗損傷性根據(jù)試樣中留下的損傷大小和類型計(jì)算。
測試儀器
1、儀器化落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)
錘體的更換，針對用戶對不同試樣的沖擊要求，需不同更換不同質(zhì)量范圍的錘體。錘體通過增加砝碼可滿足 8kg～23kg 重量的沖擊。錘頭的更換，用戶可根據(jù)各種試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，更換符合標(biāo)準(zhǔn)的沖擊錘頭。
a、落錘沖擊頭應(yīng)有導(dǎo)向裝置，沖擊點(diǎn)的重復(fù)性偏差應(yīng)不大于3mm。試驗(yàn)裝置應(yīng)有防止二次沖擊的裝置。如果沒有防止二次沖擊的裝置，可以通過在沖擊頭離開試樣表面反彈后,用一片剛性材料(木頭,金屬等)插到沖擊頭和試樣之間，以防止二次沖擊。
b、落錘高度可調(diào)，高度標(biāo)尺精度為0.5mm。沖擊試驗(yàn)支撐夾具上下表面的平行度應(yīng)能夠保證試樣支撐夾具上下表面的平行度應(yīng)能夠保證試樣在受沖擊位置水平放置，導(dǎo)向銷必須保證試樣中心收到沖擊，鉸接夾及其橡皮頭，在試樣收到沖擊過程中能夠壓緊試樣。
2、沖擊后壓縮試驗(yàn)夾具
注：沖擊后壓縮試驗(yàn)夾具應(yīng)具有足夠的剛度和尺寸精度，以保證試樣均勻受壓，并且不會發(fā)生屈曲。
展開 基于Lsdyna的沖擊仿真中零件預(yù)壓縮變形的設(shè)置求解 ￥5
初始預(yù)緊力/應(yīng)力的施加有多種方法，這里是針對接觸零件之間靠自身的壓縮變形來產(chǎn)生預(yù)緊力/應(yīng)力的情況，如軸孔之間的過盈配合、起到彈性/緩沖作用的零件(材料)初始擠壓變形、常規(guī)結(jié)構(gòu)件之間的初始擠壓變形(如彈簧片，相當(dāng)壓縮彈簧的作用)。
在幾何/有限元建模過程中，這些位置在幾何上/網(wǎng)格上是干涉的，在仿真計(jì)算中需要模擬出零件之間的預(yù)壓縮狀態(tài)。本文給出的簡單案例是基于lsdyna軟件進(jìn)行沖擊動力學(xué)仿真計(jì)算，模擬了初始狀態(tài)下零件之間的預(yù)壓縮變形。
通過本案例，您將掌握以下內(nèi)容：
沖擊動力學(xué)中兩種求解預(yù)壓縮變形的計(jì)算方法（隱式轉(zhuǎn)顯式求解方法、動力松弛轉(zhuǎn)顯式求解方法，求解、輸出控制卡片參數(shù)詳細(xì)設(shè)置，詳見k文件）
接觸卡片<*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE_INTERFERENCE>的用法及注意點(diǎn)說明
兩種計(jì)算方法下有限元建模時的注意事項(xiàng)
計(jì)算結(jié)果的解釋及方法使用建議
計(jì)算模型及邊界條件示意圖(未施加其他載荷，顯式計(jì)算時長設(shè)為5ms)：
1) 隱式轉(zhuǎn)顯式求解方法計(jì)算結(jié)果：
2) 動力松弛轉(zhuǎn)顯式求解方法計(jì)算結(jié)果：
展開 定常不可壓縮后臺階湍流FLUENT仿真 ￥299
經(jīng)過一段距離后，流場中開始出現(xiàn)較小的混沌振動，流動開始轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳎⒆罱K完全轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌?以后臺階湍流為例，研究FLUENT中提供的湍流模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，說明湍流仿真中的注意事項(xiàng)。
網(wǎng)格模型
充分發(fā)展湍流入口速度分布，以udf形式給定
速度分布
壁面摩擦系數(shù)，仿真計(jì)算結(jié)果對比
收費(fèi)文件列表
計(jì)算機(jī)仿真分析預(yù)測，將人造骨骼植入患者體內(nèi)，經(jīng)過數(shù)十年的磨損、沖擊后，到底會不會老化損壞
通過外科手術(shù)將人造骨骼植入人體內(nèi)，替代原來的生物骨骼，被認(rèn)為是新科技帶了的醫(yī)療福音，但是，當(dāng)這些人造骨骼在患者身體內(nèi)長期服役，受到持續(xù)十年以上的磨損、沖擊以后，它們會不會老化、變形，甚至損壞，這就不僅僅是一次外科手術(shù)的問題，通過工程仿真模擬技術(shù)，可以探尋這一問題的答案。比如，越來越多運(yùn)動員由于長期勞損，需要植入人造髖關(guān)節(jié)，醫(yī)生和工程師們可以使用CAE工程仿真軟件，對從陶瓷到金屬合金的各種人造骨骼材料進(jìn)行數(shù)字化仿真測試，分析預(yù)測包括磨損、沖擊和振動在內(nèi)的各種性能變化，并設(shè)計(jì)出最佳的個性化方案。
髖關(guān)節(jié)假體的機(jī)械應(yīng)力
仿真軟件已經(jīng)被越來越多用于各種醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)開發(fā)，以確保醫(yī)療設(shè)備的安全使用，有助于提高醫(yī)療設(shè)備的可靠性，包括那些需要組裝的設(shè)備。
然而，對于涉及到人造髖關(guān)節(jié)的外科醫(yī)生來說，仿真可以集中在人造股骨頭和它所占據(jù)的腔體的微觀分離上。在長期連續(xù)使用時，該結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致沖擊，增加人造骨骼的磨損。
髖關(guān)節(jié)假肢極端負(fù)荷的仿真模擬測試
首先，人體骨骼的特點(diǎn)在于其形狀的復(fù)雜性和不規(guī)則性，難以用確切的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行描述，使用仿真軟件對骨骼和肌肉的三維幾何和材料參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化建模，研究包括在極端意外載荷下模擬人造骨骼的運(yùn)動和受力。比如，模擬在9ms內(nèi)的瞬間，骨骼受到9千牛頓沖擊力后的影響。如果患者從一個很高的高度墜落，如一段樓梯，就會看到類似的負(fù)荷狀態(tài)。仿真計(jì)算結(jié)果，準(zhǔn)確地預(yù)測了接觸區(qū)域和股骨頭與腔體的分離。
其次，仿真軟件能夠預(yù)測人造骨骼在意外事故中的變形和結(jié)構(gòu)損傷，這一結(jié)果可以用來優(yōu)化人造骨骼的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其對抗意外負(fù)荷的抵抗力，保證其能夠長期在人體內(nèi)正常工作。
仿真技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊
過去幾十年，仿真軟件已經(jīng)證明了它在汽車、航空航天、能源和電子行業(yè)的巨大價值。
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