hyperworks接觸分析的案例
HyperWorks 在車身斷面性能分析中的應用 附HyperWorks分析應用實例下載
從操作性及界面可調性來說，料厚線圍成的斷面操作簡捷、方便，可以對截面的厚度及形狀 做任意更改，從而得到更好的結果數據，更適合項目開發的前期分析工作，而單元圍成的斷面更適 合項目開發后期的準確分析工作，視覺效果較好。
在整個模擬仿真過程中，HyperBeam 快速計算不規則封閉截面的結果數據，充分體現了
HyperWorks 軟件在汽車車身斷面性能仿真分析中的方便、快捷和高效。
下載地址：HyperWorks分析應用實例
基于hyperworks保險杠擠壓仿真模擬（節點接觸力輸出） ￥60
基于hyperworks保險杠擠壓仿真，本案例目的在于學習如何在optistruct中做接觸和擠壓分析，如何定義剛性體（不是剛性墻哦）、施加位移加載、創建接觸等。其前處理是在optistruct中完成，h3d結果文件在hyperview中查看。輸出節點接觸力，接觸面接觸力。
接觸力云圖動畫
節點接觸力曲線
也就是說學會本案例的仿真也可以在optistruct中做電池包擠壓仿真了。不過在接觸力輸出個人覺得還是hyperworks聯合lsdyna軟件計算比較方便后續優化可以hyperstudy聯合lsdyna優化。
任意兩條曲線疊加
展開 HyperWorks Tips and Tricks 4-RADIOSS中的接觸
Tip/Trick#: 1007
HW產品: HyperMesh / RADIOSS
HW版本: HW 13.0
類型: 創建接觸面
主題: RADIOSS中的接觸
引言
這個文檔簡要介紹了Radioss BulkData中接觸面對的定義方式。接觸表面子面板在Analysis面板下，如下圖所示。
Contact surface
接觸面可以通過contactsurfs子面板定義。.接觸面可以在殼單元或者實體單元上創建。創建時，需要輸入名字，設定SURF卡片然后選擇單元，最后點擊Creat創建。
F對于實體單元，除了要選擇單元之外，至少還要選擇3個所選單元上的節點來定義這個面，下圖展示了如何通過contactsurfs子面板在實體單元上創建接觸面的過程。
一旦被創建，接觸面就會以指向單元或單元法向的金字塔形式顯示出來。
T如果有需要，接觸面的法向可以調整，通過contactsurfs面板下的adjust normals子面板。
請注意：代表接觸面的不是有限元模型，它們是以Contact Surfaces作為名字存放在模型瀏覽器下的幾何模型。
Interfaces
Interface和contactsurface組成了一個接觸面對，定義了兩個接觸面之間的相互作用。如果接觸面被使用，需要注意，兩個相對的接觸面的法向必須相互指向對方。
有以下幾種接觸界面：
a. 通過屬性定義：
1. SLIDE – 滑動接觸
2. STICK –
3. FREEZE –固連接觸，接觸面對之間沒有相對位移。
b.
展開 【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（1/2）
四、在ABAQUS/Standard中定義接觸
在ABAQUS/Standard中定義接觸的 步驟：創建表面——創建接觸相互作用，使兩個可能發生互相接觸的表面成對——定義控制發生接觸表面行為的力學性能模型
4.1 接觸相互作用
每個接觸相互作用必須賦予一種 接觸屬性，在接觸屬性中，包含了 本構關系，如摩擦和接觸壓力與空隙的關系。
當定義接觸相互作用時，必須確定相對滑動的量級是小滑動還是有限滑動，默認的是更為普遍的 有限滑動公式。如果兩個表面之間的相對運動小于一個單元面上特征長度的一個小的比值，那么應用小滑動公式是合適的。在許可的條件下，使用小滑動公式可以提高分析的效率。
4.2 從屬和主控表面
ABAQUS/Standard使用單純主-從接觸算法：在從屬面上的節點不能侵入主控面的某一部分。該算法沒有對主面做任何限制，主面可以在從面的節點之間侵入從面。
· 從面應該是網格劃分更精細的表面
· 如果網格密度相近，從面應該取自采用較軟材料的表面
4.3 小滑動與有限滑動
當應用 小滑動公式時，ABAQUS/Standard在模擬開始時就建立了從面節點與主控表面之間的關系，確定了在主控表面上哪一段將與在從面上的每個節點發生相互作用。在整個分析過程中，都將保持這些關系，絕不會改變主面部分與從面節點的相互作用關系。如果在模型中包括了幾何非線性，小滑動算法將考慮主面的任何轉動和變形，并更新接觸力傳遞的路徑。如果在模型中沒有考慮幾何非線性，則忽略主面的任何轉動和變形，載荷的路徑保持不變。
有限滑動接觸公式要求ABAQUS/Standard經常地確定與從面的每個節點發生接觸的主面區域。這是一個相當復雜的計算，尤其是當兩個接觸物體都是變形體時。在這種模擬中的結構可以是二維的或者三維的。
展開 
【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（2/2）
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
有限滑動接觸公式，但是，在ABAQUS/Standard中的二維有限滑動公式要求主控表面是光滑的，而在ABAQUS/Explicit的主控表面是由面元構成的，除非是光滑的解析剛性表面。
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
小滑移接觸公式，但是在ABAQUS/Standard中的小滑移公式根據從屬節點的當前位置向主控節點傳遞載荷，ABAQUS/Explicit總是通過固定點（anchor point）傳遞載荷。
· ABAQUS/Explicit在接觸邏輯中可以考慮殼和膜的當前厚度和中面偏移，而ABAQUS/Standard不能夠做到。
· ABAQUS/Explicit
通用接觸算法的許多優勢在ABAQUS/Standard中是不具備的。
由于以上差異，所以在一個ABAQUS/Standard分析中定義的接觸不能導入一個ABAQUS/Explicit分析中，反之亦然。
九、小結
· 接觸分析需要一個謹慎的、邏輯的方法。如果必要，將分析過程分解成幾個步驟，并緩慢地施加載荷以保證建立良好的接觸條件。
· 一般地，在ABAQUS/Standard中，對每一部分的分析最好采用不同的分析步，即便僅僅是將邊界條件改為加載總是會發現最后所使用的分析步數目要比預期的多，但是模型應該是收斂得更容易。如果在一個分析步中試圖施加上所有的載荷，那么接觸分析是難以完成的。
· 在對結構施加工作載荷之前，在ABAQUS/Standard中的所有部件之間取得穩定的接觸條件。
展開 基于HyperWorks的瞬態熱-固耦合分析 ￥20
五、文章小結
本次仿真主要介紹了瞬態熱—固耦合的仿真方法，選取簡單的彎管模型進行端面施加熱源，分析了①結構導熱②結構空氣對流③受熱力影響下的結構變形，這三個部分基本上包括了HyperWorks的所有熱力學分析方法，讀者可以進行任意的組合摘取來分析自己的模型。相信掌握了以上分析方法，用HyperWorks進行熱力學分析將手到擒來。
基于Hyperworks+Abaqus控制臂模態分析/自重分析 ￥20
本案例是基于hyperworks/abaqus汽車控制臂模態分析/自重分析，重點在于說明如何在hyperworks/abaqus中完成前處理（部件建立、網格劃分、材料創建、屬性定義、模態分析設置、約束設置、重力場設置、ABAQUS中質量點添加等），接著導出inp模型文件并在abaqus中進行求解計算，abaqus只是扮演一個求解器的角色，hyperview中進行后處理。
模態分析結果動圖
重力場施加分析結果動圖（含質量點）
本案例模型文件前處理全部在hyperworks的abaqus模塊中完成，要查看前處理具體如何設置，只需要在hyperworks的abaqus操作界面，導入inp模型便可查看。模型文件見附件，凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，可以一起討論交流。
展開 #批量cohesive+顯示分析+通用接觸分析沖擊時未接觸就有力了？？
<p>當分析接觸問題時遇到了奇怪的問題，子彈沒有與基體接觸時基體上就有接觸力了，特別是cohesive的力比較大，而基體的力比較小。</p><p>嘗試分析原因：去掉通用接觸后就不會出現這個問題了</p><p>但是，做沖擊分析我們必須設置通用接觸，現在知道是通用接觸導致出現子彈沒接觸基體就出現了應力的問題，但是嘗試修改接觸屬性等參數，目前還是沒有解決這個問題，如果有遇到這類問題的，找到解決辦法的，歡迎一起討論，附上cae文件（本源文件來自星辰北極星，只為尋找解決通用接觸的方法）</p><p><br></p><p>暫時解決辦法：</p><p>解決方法1，建立兩個分析步，沖頭達到基體前建立一個分析步，不設置通用接觸，沖頭接觸基體后建立一個分析步，設置通用接觸，這必須計算好第一步的運行時間，其實第一步沒什么實際意義，只是模擬了飛行過程而已。</p><p><br></p><p>解決方法2，建立一個分析步，建模時候直接讓沖頭與基體接觸，只分析接觸以后的響應過程。
展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
在實際情況下，很多結構都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對連接螺栓的分析計算是個難點。目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 基于HyperWorks的冰箱門溫度場有限元分析
圖10原始方案上門蓋結構圖 圖11原始方案下門蓋結構圖
圖12方案一上門蓋結構圖 圖13方案一下門蓋結構圖
圖14方案二上門蓋結構圖 圖15方案二下門蓋結構圖
利用HyperMesh軟件分別對上述兩種改善方案分別進行CAE分析，結果數據如表3所示。對比兩種方案可以看出，方案二改善效果明顯，門蓋安全系數增加到2.0以上，已經高于使用ABS材料時的安全系數，門體整體變形也由減小到，上下門蓋重量分別增加和，由于HIPS比ABS便宜，即使重量稍有增加也能達到降成本開發的目標。
表3改善方案計算結果數據
4結論
本文利用HyperWorks有限元分析軟件，對冰箱門進行了CAE溫度場分析，查找出門蓋開裂的原因，并針對其薄弱部位進行加強改善，在滿足強度要求的前提下，實現更具成本優勢的材質替換目標。同時，還探討了約束條件的設定對計算結果是否收斂的影響，得出在載荷工況對稱的條件下無需施加約束也能計算收斂的結論。本文是HyperWorks軟件應用在家電行業溫度場分析的成功案例，借助CAE分析工具，實現品質提升和成本競爭力強化的研發目標。
5參考文獻
[1]張峰.冰箱塑料堵蓋開裂的原因分析及對策.塑料工業.2007年第6期
[2]申開智.塑料制品設計方法及應用實例.國防工業出版社.2006
展開 基于Hyperworks+Abaqus創建螺栓預緊力案例分析 ￥30
<p> 螺栓預緊力是屬于裝配載荷中的一類，它可以用來仿真結構中緊固件上的載荷。通常施加在用戶定義的預拉伸截面上。總體而言預緊的螺栓分類兩類：1D螺栓、3D螺栓。</p><p> 輸入文件用法∶使用以下選項定義通過梁或者桿單元模擬的緊固件上的裝配載荷。本案例重點講解如何創建1D螺栓預緊力。</p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg" title="預緊力-2.jpg" alt="預緊力-2.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202311/b632e17096464d6b8d3b1743017b044e.jpg"> 左圖為施加預緊力，右圖為不施加預緊力。
</div><p><br></p>
展開 
abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對接觸-單元刪除法模擬裂紋，單元穿透問題！！
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時，模型中出現明顯穿透，結果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，模型中出現少許穿透，結果相對合理，但不是最理想狀態！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，同時采用通用接觸+接觸對接觸時，模型中無明顯穿透，結果合理！
基于hyperworks斷面分析
建立beam屬性:
斷面分析結果：
模型文件：
Bzhu.zip
基于hyperworks簡易車身DOE分析-02 ￥45
基于hyperworks簡易車身DOE分析將帶你學習如何在hyperstudy中建立多個變量，并基于這些變量因子分析其對響應的敏感度分析。在hyperstudy中創建變量因子、位移響應，分別進行DOE分析等。與“基于hyperworks簡易車身DOE分析-01”不同的是本案例中的位移響應為多個節點位移響應絕對值之和。
分析模型
定義變量
定義響應
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 基于HyperWorks的自動雨棚尺寸優化分析
接觸：篷布與曲桿模組接觸，各個組件之間的裝配關系采用焊接、節點重合、剛性連接的方式定義。
臺風等級12級風速下有限元分析結果如圖3所示：
圖3 臺風等級12級風速下有限元分析結果
由圖3可知，曲桿模組最大變形量=26.3mm，最大應力=1004 Mpa ，超出材料拉伸強度550MPa，主體結構出現裂紋或斷裂。
冰雹工況下有限元分析結果如圖4所示：
圖4 臺冰雹工況下有限元分析結果
由圖4可以看出，金屬部件最大應力=286 Mpa 低于材料拉伸強度393MPa，主體結構滿足要求。篷布最大應力=90.4 Mpa ，超出材料拉伸強度43MPa，篷布有被撕裂的風險。
因此，為了設計出能夠滿足目標的雨棚，需要對其結構進行加強，通過尺寸優化可以滿足目標。
控制條件：材料強度極限，取安全系數1.4。
約束條件：鋼管壁厚：2～6mm；
曲桿厚度：6～20mm；
篷布厚度：1～5mm。
目標：總質量最小。
雨棚尺寸優化結果如圖5所示：
圖5 雨棚優化結果
由圖5可以看出，為了使雨棚滿足12級臺風及冰雹載荷，鋼管壁厚須達到5.3mm，曲桿厚度須達到6.0mm，篷布厚度須達到4.0mm。
雨棚尺寸優化位移及應力云圖如圖6所示：
圖6 雨棚尺寸優化位移及應力云圖
由圖6可以看出，篷布、曲桿模組、金屬部件等均低于其材料拉伸強度，滿足目標要求。
HyperWorks中的尺寸優化不僅可以實現輕量化目標，同時可以使產品滿足功能指標。
文章來源：CAE愛聯盟
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