結構沖擊動力學的案例
6月11-13日 南京 斯姆勒 | LS-DYNA結構沖擊、爆炸及流固耦合顯示動力學分析高級專題培訓
LS-DYNA結構沖擊、爆炸
及流固耦合顯示動力學分析
-高級專題培訓-
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培訓目標：
(1) 理解結構顯示動力學計算的原理；
(2) 掌握結構顯示動力學計算的方法；
(3) 掌握解決顯示動力學的熱點問題；
(4) 培養獨立解決顯示動力學工程問題的能力。
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展開 結構動力學，你了解多少？ 附結構動力學電子書籍下載
來源：安世亞太
在現實生活中，絕大多數物體受到的載荷并非一成不變的靜載荷，而是隨著時間、頻率等不斷發生變化的動載荷，結構動力學作為結構力學的一個分支，著重研究結構對于動載荷的響應（如位移、應力等的時間歷程），以便確定結構的承載能力和動力學特性，或為改善結構的性能提供依據。
從大橋因共振斷裂坍塌，建筑物在地震中晃動，再到飛機因不穩定的氣流而產生顛簸，結構動力學問題在我們的生活中無處不在。研究結構對于動載荷的響應不僅能避免災難性破壞的發生，更能減小結構的振動，減少噪聲，為我們的生活帶來更多的舒適和便利。
結構動力學同結構靜力學的主要區別在于，它要考慮結構因振動而產生的慣性力和阻尼力；而同剛體動力學之間的主要區別在于，要考慮結構因變形而產生的彈性力。
在外加動載荷作用下，結構會發生振動，它的任一部分或者任意取出的一個微體，將在外載荷、彈性力、慣性力和阻尼力的共同作用下處于平衡狀態，通過位移及其導數來表示這種關系就得到運動方程。運動方程的建立、求解和分析，是結構動力學理論研究的基本內容。
ANSYS Mechanical 針對結構動力學問題提供了多種分析類型，使用戶能夠確定結構對于動載荷的響應，包括模態分析、諧響應分析、響應譜分析、隨機振動分析等。
模態分析用于確定結構的振動特性，即固有頻率和振型，它們是承受動態載荷結構設計中的重要參數。同時，也可以作為其它動力學分析問題的起點，例如瞬態動力學分析、諧響應分析和譜分析，其中模態分析也是進行譜分析或模態疊加法諧響應分析，或瞬態動力學分析所必需的前期分析過程。
展開 【JY】結構動力學初步-單質點結構的瞬態動力學分析
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簡介
單質點體系振動是最為簡單的振動，通常在學習結構動力學中也是最開始學習這部分的知識和內容，這部分內容最為基礎，也非常重要。它包括單自由度體系振動分析中涉及的物理量和基本概念，而且實際運動中，許多的問題也可按單自由度體系計算，比如普通的隔震結構、多自由度在正則化坐標系下的各個自由度均為解耦的單自由度體系。單質點的動力特性在隔震設計中起到指導性的作用，因此獲取可靠準確的單質點結構分析結果十分重要，工程中最常用的3款軟件為SAP2000、OpenSees、ANSYS，文章在對理論介紹后介紹了三種軟件建模過程，起到對結構動力學學習的參考作用。
展開 動力學經典教材《結構動力學》王光遠譯
給大家一個電子版的下載地址：
結構動力學,R.克拉夫等著
本書是美國加利福尼亞大學(伯克利分校)研究生結構動力學課程的基本教材之一，主要介紹結構動力學基本理論和抗震結構計算理論，其主要特點是內容新穎。中文第一版所涉及的快速傅里葉分解的頻域分析概念，適用于計算機的各種新分析方法，粘滯阻尼理論的最新的計算技巧，非線性結構動力分析的方法，隨機振動理論及它們在抗震結構中的應用等，都是當時的最新成果。由于本書著重于基本原理、方法的闡述，雖然作者也舉了許多例題，但相對來說理論性較強，對相關基礎不是太好的初學者，可能覺得稍微難懂一些。但是，如果借助教師之力一旦入門之后，定會覺得從本書獲益良多。
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展開 
ABAQUS中沖擊動力學問題的求解方法
沖擊載荷隨時間迅速變化。當物體的局部位置受到沖擊時，所產生的擾動會逐漸傳到未擾動的區域去，這種現象稱為應力波的傳播。當載荷作用時間短、變化快，且受力物體在加載方向的尺寸又足夠大時，這種應力波的傳播就顯得特別重要。
研究動力學問題最終將簡化為求解動力學平衡方程式：節點質量矩陣M乘以節點加速度
等于節點的合力（所施加的外力P與單元內力I之間的差值）：
(2-1)
由于考慮了慣性力的影響，動力學平衡方程中出現了質量矩陣，最后得到的求解方程不是代數方程組，而是常微分方程組。
1. 沖擊動力學求解方法
如果加載時間過短或者是動態載荷，需要采用動態分析（dynamic analysis）。復合材料的低速沖擊就屬于動態分析問題。
動態分析又分為隱式分析和顯式分析。
展開 淺談沖擊動力學！
五、沖擊動力學在工程上的應用
沖擊動力學在日常生活中，也得到廣泛應用。在民用領域，主要應用于生產；而在軍事應用領域主要用于破壞或防護。
在民用領域的應用，舉例如下：
圖 釘釘子
圖 沖擊壓路機
圖 噴丸強化
圖 定向爆破
圖 沖擊沉樁
圖 沖擊成型
在軍用方面的應用，舉例如下：
圖 穿甲彈
圖 摧毀掩體
圖 民機抗沖擊吸能結構
圖 古代攻城器械
圖 各種導彈
六、總結
（1）沖擊動力學主要研究瞬變、動載荷作用下，應力波傳播及結構響應的一門固體力學學科；
（2）沖擊動力學的標簽：慣性效應、阻尼效應、應變率效應、高速高能量、固體流變、化學反應、應力波、侵徹……；
（3）沖擊動力學研究的兩類基本問題：應力波傳播、結構動態響應；
（4）沖擊載荷嚴重威脅人類安全，同時又在軍民領用有廣泛應用。
展開 基于LSDYNA Sph耦合DEM的滑坡沖擊房屋結構動力模擬 K文件分享 ￥400
該模擬利用Lsdyna軟件，滑坡用sph和DEM耦合模擬，房屋由鋼筋(箍筋、縱筋都有)和混凝土構成，成功模擬了滑坡沖擊下的房屋破壞過程。K文件非常詳細和清楚，K文件很復雜，但我設置的非常清晰、科學和詳盡，你也可以結合博士論文閱讀進行理解，你可以直接進行運算都沒有任何問題。K文件的下載鏈接和密碼，還有這篇博士論文的標題都放在了付費內容中。
該K文件非常珍貴，非常科學詳盡。絕對對你來說是空前絕后的巨大幫助，絕對會對你后續的研究和模擬有非常大的作用，會讓你事半功倍！！
圓柱殼沖擊動力學及耐撞性設計
圓柱殼沖擊動力學及耐撞性設計
作者：杜星文，宋宏偉 著
出版社：科學出版社
出版日期：2004-5-1
ISBN：7030130332
字數：301000
印次：1
版次：1
紙張：膠版紙
定價：42 元當當價：29.2 元節省：12.80 元
內容提要
本書研究了幾種典型的薄壁圓柱殼的軸向沖擊吸能性能，為車輛的碰撞安全和航天器的無損回收等耐撞性相關設計提供參考。全書共分九章：第一章緒論；第二章為實驗方法；第三章至第七章為復合材料圓柱殼；第八章為金屬圓柱殼；第九章為材料體系圓柱殼；另含附錄。
本書為從事航天工程、汽車工程等領域的技術人員進行結構耐撞性設計提供參考；同時適合于高等院校的力學、復合材科相關的教師和研究生。
展開 力學筆記#4：結構動力學和彈性動力學運動平衡方程的異同，順便簡述拉格朗日描述和歐拉描述
之前在學習有限元過程中，在曾攀老師的《有限元分析及應用》P299看到結構動力學的運動平衡方程，其中表示位移的二階和一階導的第三、四項寫法上都是其上加一點，本質是df/dt的形式，見下圖：
有一天我翻開吳家龍老師的《彈性力學》（高教社第五版）P52，發現運動平衡方程中的速度二階導項符號用的是偏導符號，在經典的徐芝綸老師的彈性力學教材中也是偏導符號，見下圖：
作為牛角尖重度愛好者，整個人一下就不好了。^_^
另外，上圖1中的結構動力學運動平衡方程的建立也運用了微元法。當時作為初學者，其實是比較難以想象阻尼力在微元體中到底是怎樣的一種存在的，而目前結構動力學的其他教材，例如克拉夫以及Anil.K.Chopra的那本，都是直接從彈簧振子出發直接建立剛度方程，就少了引出運動平衡方程這一步了。
對于偏導符號這個問題，經過學習，大致有了些個人看法，供朋友們批判。先說結論：兩種表示符號都可以。
根據連續介質力學，大部分張量場（例如速度、加速度、應力場等）都是定義在物質點上的（黃克智P227）。這是自然存在決定的，有物質才有一切。觀察定義在物質點上的張量場隨時間的變化就是物質導。物質點的矢徑隨時間的變化就是矢徑（注意它不是一個張量）的物質導，就是速度場。
通俗來講，對于運動的“一坨”物質點，我們將其變形前的樣子叫做初始構型(initial configuration)，將其變形后的樣子叫做當前構型(current configuration)。我們人站在一個固定不動的笛卡爾直角坐標系中觀察物質的運動。物質在初始構型時，每一個物質點都有一個笛卡爾直角坐標值ζ，現在我們想象，當物質開始運動后，有一個坐標系附著在其上，跟隨其運動、變形。
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 基于反應力場的沖擊波傳播特性分子動力學模擬
沖擊波一維傳播模擬
氧化鋁沖擊動力學原子尺度仿真模擬
氧化鋁沖擊動力學原子尺度仿真模擬
復合材料沖擊動力學合集及VUMAT子程序 ￥58
包含計算合集中所有碳纖維層合板低速沖擊cae模型，VUMAT子程序，子程序使用方法以及子程序注釋
三維hashin應變子程序模擬效果
基于DYTRAN的發動機曲軸系沖擊動力學仿真
基于TBD234V6發動機曲軸的有限元模型,建立了包括柔性曲軸、活塞組、連桿組及飛輪在內的發動機剛柔體混合動力學仿真模型,介紹了沖擊環境沖擊譜的描述方法以及結構動力響應向設計沖擊譜換算的方法和原則,并基于沖擊因子法和BV043/73標準,在非線性瞬態動力學軟件MSC.DYTRAN中,對該型曲柄連桿機構進行了沖擊響應分析。綜合采用了曲柄連桿機構整體有限元分析、接觸算法、非線性瞬態動力學分析方法等手段,在1500r/min工況下,對發動機進行剛柔體混合動力學仿真,得到了發動機的連桿頸負荷、主軸頸負荷及最大動態應力等仿真結果。計算結果表明所采用的方法是合理和有效的。
基于DYTRAN的發動機曲軸系沖擊動力學仿真.pdf
展開 基于Ansys-workbench/LS-Dyna 的活塞沖擊動力學分析
本文采用的是顯式動力學分析的模塊（Explict dynamic(LS-Dyna)。
LS-Dyna是非線性顯式分析的常用有限元軟件，具有很強的通用分析能力，能完美解決各種接觸沖擊爆炸等復雜的動力學問題，有限元程序的求解問題由LS-Dyna求解器完成。目前LS-Dyna的分析和求解功能已經非常強大，可以進行動力學，靜力學，結構-流體耦合，電磁場，溫度場，耦合場等分析，功能齊全且應用領域廣泛，可用于研究嚙合、接觸等沖擊問題的影響。本文采ANSYS-workbench和LS-Dyna軟件對鑿巖機沖擊系統進行有限元數值模擬，利用Ansys-workbench進行前處理，生成LS-Dyna程序關鍵字（keyword）文件或稱為K文件，然后調用Ansys Product launch中的LS-DYNA SOLVER求解器對K文件進行求解，生成對D3plot結果文件，并運用LS-PREPOST后處理器對結果文件進行查看。
1.1 有限元分析流程
（1）基于SolidWorks軟件進行三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺下的mesh進行沖擊系統的網格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺下的explict dynamic（LS-Dyna）模塊添加沖擊系統分析的邊界條件等。
（4）使用 UltraEdit 修改和添加 K文件的關鍵字。
（5）調用LS-Dyna SOLVER求解器，對K文件求解。
（6）LS-prepost查看結果。
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