冷熱沖擊仿真的案例
新能源領域電連接器冷熱沖擊CAE仿真分析初探
總結：
綜上所述，電連接器領域的冷熱沖擊仿真分析，需要考慮界面接觸、注塑殘余應力、玻纖方向、熔接線的影響，對于有玻纖的材料，需要使用Digimat等軟件進行復合材料擬合，與模流軟件及結構類軟件進行聯合仿真，CAE仿真分析結果可能才會趨于實際試驗結果；
此次分析結果沒有考慮嵌入件在合模、注塑過程的預應力影響，在實際產品注塑過程中，嵌入件合模受壓或者注塑過程因為注塑壓力不均導致嵌入件有預應力存在，也會影響冷熱沖擊試驗的結果；
小結：本文基于一個簡單的開裂測試模型，綜合分析了CAE分析冷熱沖擊試驗過程的影響因素，實際產品的分析過程會更加復雜，還需要進一步的探索與積累；
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展開 【CAE案例】閥門冷熱沖擊的仿真模擬
主要內容是通過仿真模擬來鑒定閥門等相關部件性能。在此之前，相關部件的性能鑒定都是由循環實驗測得。鑒定工作分為兩個階段，閥門需要經受1000次開關操作與10次冷熱交替沖擊（在1秒左右，溫度變化為285℃/60℃）。在這些操作后，將檢查閥門的內部密封性、外部密封性與可操作性。在仿真模擬中，我們只考慮冷熱沖擊對閥門密封性的影響，更具體而言，我們將考慮閥座內襯的應力狀態。
圖1 閥座內襯
根據計算結果可以預估閥座內襯開裂的風險，從而對閥門的內部密封性進行判斷。實際上，熱沖擊造成閥座的徑向開裂是閥門密封性喪失的主要原因。在本案例中，也將仿真結果與實驗結果進行了對比和討論。
02 仿真過程
首先使用通用CFD仿真和Syrthès進行3D耦合計算，得到了閥門內的溫度場。模擬的閥門冷熱沖擊溫度變化如下圖所示，然后將所得到的溫度場投影到力學計算網格上。
圖2 閥門所受冷熱沖擊示意圖
之后會在通用結構仿真軟件中進行3D熱彈性計算，最后再對殘余應力進行計算。殘余應力的計算需要分為三部分：首先是非線性熱計算；之后進行冶金計算，以考慮溫度變化對材料熱學性能的影響；最后進行熱應力計算。由于閥座內襯是鎢鉻鈷合金。這是一種鈷基材料，其在快速冷卻過程中的冶金轉變尚不清楚。因此，無法進行冶金計算。此外，由于閥門內部的焊接過程是手工進行的，因此熱量的輸入實際上會較實際值偏小。
03 結果展示
閥門在受到熱沖擊0.1秒時的溫度場如圖3所示，可以發現閥門下游的加熱或冷卻比閥門其他部分更快。與裝有41個熱電偶的閥門受熱沖擊的實驗結果相比，總體結果除了最初的較短時間以外，偏差在可接受范圍內（圖4）。
圖3 閥門在0.1秒時刻的溫度分布圖4 閥門熱沖擊后計算溫度與實驗溫度的差值
在進行熱彈性計算時，閥門在沖擊開始后約0.2秒(圖5)，閥座內襯達到正交應力(導致開裂的應力)的峰值。
展開 液晶顯示屏冷熱沖擊測試申請流程
四、實驗室設備參數
試驗溫度范圍：-40℃～150℃
高溫設定范圍：0℃～150℃
低溫設定范圍：0℃～-40℃
溫變速率：≤5Min
內箱尺寸：800×800×800mm
五、液晶顯示屏冷熱沖擊測試申請流程：
1.提供測試條件，安排寄樣
2.填寫申請表
3.蓋章回傳申請表
4.出具報價單
5.付款
6.收到申請表/報價單回傳和款項后，開案
7.測試完成
8.出具冷熱沖擊測試檢測報告
9.完成
【轉】汽車產品環境冷熱沖擊試驗研究
冷熱沖擊試驗研究 目前，各工程師在制定標準，執行標準時對于溫度變化類的試驗有很多不同的見解，且此類試驗名稱過多，導致實際應用中出現了一些不恰當的使用方法。本文特對溫度變化類試驗進行解讀，一方面對各類試驗項目進行分析，另一方面推薦使用合適的標準項目..
汽車產品環境冷熱沖擊試驗研究.doc
【Star-CCM+中文教程】01-三通管冷熱流體仿真案例
03 模型準備
3.1 幾何建模
? 啟動STAR-CCM+，點擊菜單【文件】【新建】或直接點擊如下圖所示快捷鍵，彈出設置對話框，如下圖所示保持默認設置，點擊【確定】按鈕新建仿真
? 右鍵單擊【幾何】→【3D-CAD】模型節點，選擇新建，進入3D-CAD環境
? 右鍵單擊【特征】→【XY】平面節點，選擇創建草圖
? 在【顯示選項】面板中單擊如下圖圖標，設置格柵大小，格柵間距為20mm，精細網格分隔數為4
? 在【創建草圖實體】面板中單擊如下圖圖標，繪制直線
? 鼠標單擊原點，如圖所示，依次單擊鼠標左鍵，繪制如下矩形。終止直線繪制通過按鍵盤【Esc】
? 鼠標選中原點位置的點，右擊選擇【應用固定約束】，防止后續設置長度時，圖形跑偏。
展開 不同沖擊速度及沖擊方式對薄壁不銹鋼鋼管材料沖擊的影響仿真
不同沖擊速度及沖擊方式對薄壁不銹鋼鋼管材料沖擊的影響仿真
1仿真背景
眾所周知，基于各種動力學仿真軟件進行沖擊與跌落的仿真實驗一直備受重視。而對于薄壁鋼管材料的沖擊仿真實驗由于沖擊速度與沖擊方式不同，便會帶來差異化結果。因此，針對不同的工況，需要合理采取不同的沖擊方式設置，以期得到合理的結果。本文旨在建立恒定式沖擊速度、正弦式交變沖擊速度、三角波式沖擊速度、鋸齒波沖擊速度及矩形波沖擊速度5種不同沖擊速度及方式對鋼管的沖擊仿真模型，為沖擊仿真實驗提供理論參考。
2模型建立
薄壁鋼管的截面是矩形的對稱面，因此本文建立矩形薄壁鋼管的四分之一軸對稱模型，薄壁鋼管采用shell單元，不銹鋼材料選用各向同性材料本構，設置沙漏能以控制整體的能量平衡設置。不銹鋼的四分之一模型在ANSYS/LSDYNA中建立，模型的前處理也在其中完成，在完成前處理后生成K文件，分別在LSPP中進行后處理及載荷曲線的設置。不銹管的四分之一模型如圖1所示。
圖1不銹管的四分之一模型設置
3沖擊速度的影響
在分析沖擊方式對不銹管變形的影響前，需要考慮沖擊速度對其影響。不同的沖擊速度勢必會導致的不同的變形。因此本文首先建立了三種不同的工況，沖擊速度分別為50m/s、100m/s、150m/s。從較低速度到一個較高速度的過渡來分析不銹管的變形情況。圖2給出了3種不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況。可以看出：沖擊速度小不銹管的變形小，沖擊速度的增大會導致變形增大，在大沖擊下不銹管的變形程度可以看成是小沖擊下變形的累積。因此可以得出沖擊速度是造成不銹管變形的主要原因，不同的沖擊速度大小可以看成是小沖擊速度的不斷累積對不銹管的破壞。
圖2不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況
4幾種不同的沖擊方式
沖擊方式的定義是通過定義不同的載荷曲線來實現的。
展開 LS-DYNA仿真中，基于S-ALE方法的碎片沖擊油罐殉爆過程仿真 ￥35
當高速破片沖擊某一油罐時，不僅可能引發局部點火與爆燃，還可能通過沖擊波和燃燒產物引起相鄰油罐的次生爆炸反應，進而誘發鏈式殉爆效應。為揭示碎片沖擊下油罐群的殉爆機制，基于LS-DYNA中的S-ALE（Simplified Arbitrary Lagrangian-Eulerian）多物理場耦合方法，開展典型油罐在碎片沖擊作用下的殉爆過程數值仿真研究，對于研究油罐群在高速破片沖擊下發生殉爆等問題具有重要意義。
關鍵詞：S-ALE；點火增長模型；碎片沖擊；油罐殉爆
1.模型介紹：
仿真模型結合了破片侵徹、油氣混合、點火擴散與壓力波傳播等多重物理過程，并引入點火增長模型刻畫油氣混合物的非線性燃燒行為。構建了S-ALE方法物理仿真模型，采用狀態方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進行設置，破片尺寸為5x1x5cm，速度為1500m/s，材料為銅。油罐直徑為25cm，高度為25cm，上層為9cm氣體，下層為15cm油體（等效為炸藥計算），油罐材料為鋼。
圖1 模型示意圖
2.計算結果：
圖2 壓力變化過程
付費文件包含K文件。
展開 Workbench仿真教程：水流沖擊橋墩仿真
每天學點新知識，流固耦合在建筑工程中也會被用到，今天鴨鴨為大家帶來的是Workbench仿真教程。
首先，在Project-shematic中的左側的Toolbox中找到對應的模塊：Fluid Flow(Fluent)和Static Structural
雙擊“Geometry”，進入建模功能。（右鍵該功能可以進入DesignModeler或者Spaceclaim。小編在這里選擇DesignModeler進行制圖）
File-Import External Geometry file-找到保存的模型文件-點擊Generate。即可生成導入的文件。也可以在DesignModeler（或Spaceclaim）中直接繪制。對于復雜的三維模型，小編還是建議大家在專業的3D繪圖軟件中制作喲
Tools – enclosure后可以制作沖擊橋墩的流體域
定義各個不同的面：inlet：流體入口。outlet：流體出口。fis：流體與固體接觸的部位（選擇方式：subpress橋梁-選擇流體中橋墩的面（即圓柱面）-命名為fsi）。定義“面”的工作也可以在mesh模塊中進行。
退回到主界面，在fluid flow(Fluent)中找到mesh,雙擊該圖標
在左側Outline中找到Project-Model-Geometry-solid。將solid改名為fluid
由于首先我們在仿真流體部分時不需要使用到固體部分，因此可以將固體部分抑制（suppress body）。
展開 LS-DYNA中的點火增長模型應用（1）：二維ALE算法的B炸藥沖擊起爆過程仿真 ￥48
圖2 2D多物質ALE算法的沖擊起爆模型
付費文件包括：2個K文件，采用2D多物質ALE算法，1200m/s和1240m/s沖擊速度下的B炸藥沖擊起爆過程仿真K文件和答疑聯系方式。
計算結果動畫展示：
技術鄰周報Q8：Abaqus/試驗仿真/LS-DYNA/天線仿真/APDL/結構振動/Ansys/沖擊仿真
6、剛性小球高速沖擊陶瓷高腳杯仿真
作者：
鋮君之
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808137
眾所周知，沖擊速度影響被沖擊物體破壞的程度。但其實被沖擊物體的表面造型也影響著沖擊的破壞程度。為探究物體表面造型對沖擊破壞程度的影響，本文選擇具有對稱結構的高腳杯進行仿真分析，高腳杯的內外杯壁厚度及造型均不相同，當物體以一定速度沖擊杯壁時，杯壁本身可以形成對比分析。本文采用ANSYS LSDYNA進行了剛性小球高速、低速沖擊陶瓷高腳杯仿真，對比探討了沖擊速度對破壞程度的影響。
7、iSolver案例分享：支架變形分析
作者：
餅干樹
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808197
結構靜力分析用于研究靜載荷作用下結構的響應。靜載荷可以是集中力、分布力、力矩、位移、溫度等，結構在邊界條件及載荷作用下發生變形，產生位移、應力、應變等。
8、仿真應用 | 一種更實用的應力收斂判斷方法
作者：
安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808797
零部件的極限強度校核在設計研發過程中必不可少，如果零部件形狀較為復雜，可能沒有經驗公式或者理論方法進行應力的求解，那么無可替代要使用有限元方法進行強度校核，所以如何確定有限元應力結果的收斂解是非常重要的。
展開 基于EFG方法的剛性彈丸沖擊水泥墻裂紋擴展仿真
剛性彈丸沖擊水泥墻 ￥100
<p>基于EFG方法的剛性彈丸沖擊水泥墻裂紋擴展仿真，供研究參考。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202603/attachment/137bd526edb94955a92863d8379c8c6b.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/137bd526edb94955a92863d8379c8c6b.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/137bd526edb94955a92863d8379c8c6b.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/137bd526edb94955a92863d8379c8c6b.png?
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層合板低速沖擊仿真
關鍵詞：ABAQUS VUMAT，低速沖擊，接觸力，失效，層合板
復合材料無論是從仿真角度還是從試驗角度，都是個金字塔式的研究。Step by step，環環相扣，缺一不可。
最近遇到很多學生都在做復合材料低速沖擊失效的分析。而在做沖擊分析之前，還得把材料的各個方向的靜強度、模量分析好，或者通過試驗得到準確的參數。
這樣拉伸、壓縮、剪切，不同方向都來一遍，工作量還是很大的。拿到這些基本參數后，才能開展沖擊仿真。
沖擊仿真，無論是想把失效形式、失效分布模擬出來，還是把接觸力響應曲線模擬出來，都很有難度。這是由接觸問題本身的復雜性以及試驗的分散性決定的。并且，顯示動力學求解速度慢，計算耗時長，仿真結果影響因素多。
因此，想把各個參數或者邊界條件都摸清楚，讓仿真能夠復現試驗，需要足夠的耐心，足夠的時間，和一臺配置還不錯的計算機。
本文我們結合一個論文的算例，采用ABAQUS VUMAT 給出低速沖擊下的層合板失效分析結果。
模型與參數
鋪層：16層，單層厚度0.1325mm。[0/±22.5/±45/±77.5/90]s。
層合板尺寸：150mm×100mm。
沖頭：2.077kg，R=8mm。
編輯
跳轉
材料是碳纖維復合材料，參數如下：
邊界條件與載荷
沖擊能量：11J，換算成沖擊速度是3.2546m/s。
約束：實際試驗中，板子被放在一個鏤空的工裝上，125mm×75mm。因此仿真中，約束125mm×75mm之外的底部節點的厚度方向位移。
圖來源：譚建設.復合材料層合板低速沖擊響應的試驗研究與仿真分析[D].上海交通大學,2014.
展開 冰塊沖擊平板的簡單仿真
采用了LS-DYNA中13號材料*MAT_ISOTROPIC_ELASTIC_FAILURE簡單模擬了一下，冰塊撞擊碎裂的過程，相較于生死單元cohesive方法，計算更加方便、便捷，效果不差。模型如下：
model1.png
model2.png
材料參數供參考：（cm-g-us）
*MAT_ISOTROPIC_ELASTIC_FAILURE_TITLE
ICE
$# mid ro g sigy etan bulk
1 0.9 0.0222.12000E-5 0.0426 0.0526
$# epf prf rem trem
0.35 -4E-5 0.0 0.0
冰塊運動由以下關鍵字實現
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_SET_ID
$# id heading
1translation
$# nsid dof vad lcid sf vid death birth
2 1 0 1 -1.0 0 9000000 0.0
*DEFINE_CURVE_TITLE
zero
$# lcid sidr sfa sfo offa
展開 電池包涉水沖擊工況密封結構仿真評估（近期推出視頻課程） ￥8.88
電池包作為新能源汽車的核心部件，在車輛行駛過程中會頻繁經歷涉水沖擊場景，因此發生水流侵入電池包內部，造成絕緣故障帶來安全隱患的風險較大。主要有兩種失效形式：1、塑料件電池包密封蓋受水沖擊發生變形甚至破裂失效；2、電池包密封結構受水沖擊滲水失效。對于上述的失效形式一，基于LSDYNA ALE算法開發了一種電池包涉水沖擊雙向流固耦合仿真方法，可用于評估電池包涉水沖擊場景中水的流動狀態及密封蓋應力狀態；對于上述的失效形式二，引入LSDYNA與STAR CCM+聯合仿真，開發了正向判定電池包密封結構滲水失效的方法。
展開 鋼管沖擊碰撞仿真分析
PIPE-WALL.mp4
簡介：生活中管材類結構最為常見，通常作為支撐結構件存在于各種汽車、機器以及建筑行業中，這些作為結構支撐的管類材料在受到沖擊時會產生不同程度的變形，為了分析這些支撐管在撞擊作用下的應力分布、變形程度以及薄弱區域，使用有限元軟件進行預研究就變得十分重要。通過建立一個簡單點的方形結構鋼材料在受重力沖擊時薄弱區域的變形模型，對重物沖擊下的受力變形進行分析，以及對類似情況進行歸納，可以演化出多種沖擊和跌落仿真模型。
仿真：通過建立Q235鋼的有限元模型，對方管受到重物沖擊碰撞時產生的應力應變情況以及材料薄弱位置行為進行分析。由于右側墻體視為剛性體，為了加速計算仿真結果，材料屬性進行簡化設置，分析步設置為顯示動力學分析，歷史輸出中主要是分析左側沖擊重物的位移和方管撞擊剛性墻時的沖擊力。在接觸屬性中，對分析中的剛體進行定義，對方管和左側重物之間進行綁定，對方管和右側剛性墻使用面面接觸屬性。由于是沖擊載荷，因此在載荷分析模塊中，除了定義邊界條件以外，還要在預定義場中定義初始的速度沖擊，通常在跌落和沖擊仿真中都是預定義場定義載荷。網格劃分就比較簡單了，兩個剛體進行簡化處理，方管進行sweep網格畫法，都做好就可以計算了。
分析：從圖中和視頻中可以看出來，左邊是建立的一個剛性面，這個剛性面既可以假設為一個墻體，也可以假設為是地面，右邊是一個200kg的重物，也可以假設為是運動中的汽車，此時中間的方形鋼管不能用來跳鋼管舞只能是受到擠壓作用產生形變，實際生活中也可能是汽車的框架結構。
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