沖擊分析的案例
ANSYS Workbench 沖擊譜分析
這是 ANSYS 工程實戰 第 57 篇文章
問題描述：用有限元軟件分析沖擊問題，一直是很多仿真工程師覺得比較難的，并不是操作難，而是因為計算結果和試驗結果差異較大，這里用 ANSYS Workbench 分析沖擊問題，大家共同探討。
1. 模態分析
模擬力學沖擊試驗使用響應譜分析（Response Spectrum Analysis）,進行沖擊分析前需進行模態分析，材料的任何非線性將被忽略，模態和響應譜分析的具體設置界面如圖 1 。
圖 1 模態和沖擊互聯界面
模型簡化：對關鍵件進行模型簡化，如圖 2 所示，模型需進行 part 設置。
圖 2 簡化模型及 part 設置
模型接觸設置：模型之間不設置接觸，如圖 3 所示。
圖 3 模型之間不設置接觸
模型各部件根據重要情況設置不同的網格大小及組合，網格大小設置，如圖 4 所示。
圖 4 網格設置
模態結果: 設置固定約束后進行 solve 計算，得到模態結果，一般我們只看前 6 階模態振型，如圖 5 和圖 6 顯示了前 2 階振型圖 。
圖 5 1 階模態振型
圖 6 2 階模態振型
2. 沖擊分析
沖擊分析設置采用默認設置，如圖 7 ，阻尼不做設置。阻尼大小對沖擊分析的結果影響比較小。
圖 7 沖擊設置
點擊工具欄 RS Base Excitation 選擇 RS Acceleration ，雙擊選擇固定約束，方向選擇 Y （X 或 Z）,輸入頻率和沖擊譜，其他方向設置方法相同，如圖 8 。
展開 基于AWB和DYNA的受壓桿沖擊分析（原創，如轉載，請注明出處）
分析類型：受壓桿沖擊分析 顯式動力學分析
分析平臺：ANSYS/WORKBENCH16 lsdyna
技術難點：沖擊分析
完成人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對象：受壓桿（模型自定義）
另：由于參數可能設置不當，感覺結果有點不合理，請指正！！！！
Ansys完善的NVH解決方案介紹，涉及聲學求解器、振動沖擊分析等【6月12直播】
Ansys Mechanical NVH 是 Ansys 公司開發的一款用于噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）分析的軟件工具。
本次研討會從電磁激勵分析、振動沖擊分析、聲學分析、聲品質優化四個方面出發，介紹其完善的聲學求解器能力以及Mechanical NVH工具集等關鍵技術。
6月12日，Ansys 2025R1系列研討會『Ansys Mechanical NVH分析綜合解決方案』如期進行，下滑預約??
時間：6月12日（星期四），16：00-17：00
內容簡介：本次網絡研討會主要介紹Ansys 完善的NVH解決方案：電磁激勵分析-振動沖擊分析-聲學分析-聲品質優化；完善的聲學求解器能力。聚焦于與傳統的幾何建模和抽取聲學域相比10倍速的NVH Mesh Workflows，仿真與試驗對標的Mechanical NVH工具集等關鍵技術。
講師：
鄭偉巍 | Ansys高級應用工程師
畢業于哈爾濱工業大學熱力渦輪機專業，20年不同領域的結構有限元仿真應用經驗。目前負責Ansys結構產品技術支持工作，主要負責產品：Mechanical，nCode，Motion。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
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技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 abaqus電池包沖擊仿真分析（附CAE模型及分析流程） ￥80
電池 組的沖擊 分析
一、 引言
電池系統是新能源汽車的心臟，而沖擊特性對基本、安 全性、可靠與耐久具有重要影響，且合理的限元仿真分析利于提高電池 系統的性能，實現輕量化。
要評估一個 電池 受到沖擊 時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。與物理 實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和型上任意點信息（應力、 應變、加速度等），成本低，在設計過程中任意階段都可以進行模擬。 <a href="/major/abaqus">Abaqus /Explicit已經被廣泛應用于 研究電池產品經受沖擊載荷的特性。
二、 問題描述
在本 文中涉及的分析是一個 電池在某一方向自由落體，不傾斜搖晃 的沖 擊 模擬。該分析主要研究電池構件在沖擊 模擬。該分析主要研究電池構件在沖過程中 焊接處 可能出現的故障。 分析模 擬了一個 6 毫秒的的 沖擊 過程。為了減少這次分析的運算時間 ，使用了質量縮放 使用了質量縮放 技術 。利用質量縮放，求解過程中 ，ABAQUS在不連續的時間點自動進行 質量縮放 ，來保證用戶指定的最小時間增量。
三、 有限元模型 有限元模型
電池 組的模型包括 鋁殼 ，鎳片 ，銅鎳片 ，銅，電池上支架 電池上支架 ，電池下支架 ，電池 和電 池膠蓋 。整個裝配體模型共使用 34 萬個節點與 14 萬個單元， 鋁殼 和鎳片 省略焊 點圓孔， 銅片 使用 S4R 和 S3殼單元，電池包的上蓋和下使用 C3D10M 二階四 面體單元。
以下內容包含完整的詳細的電池包沖擊分析PDF教程，附件為完整教程文檔和CAE模型文件.rar
展開 
考慮預應力的機械沖擊分析 ￥10
在仿真分析中如果不考慮預應力的影響，得到的結果往往是偏保守的，甚至會得到錯誤的結果和結論。
如何考慮帶預應力的機械沖擊分析
在有限元分析中，預應力的加載一般都是靜態分析模擬，而機械沖擊是一個動態分析，我們需要在預應力分析的基礎上進行一個動態分析，這樣便能實現帶預應力的機械沖擊分析。
不同的仿真軟件隱式轉顯式的方法各不相同，但基本思路是一樣的。即先進行預應力工況分析，再通過重啟動技術來實現預應力工況結果的傳遞。
Abaqus實現隱式轉顯式的方法
先用Abaqus standard進行預應力工況分析，并設置重啟動；再通過重啟動及關鍵字*import來完成Abaqus standard到Abaqus explicit的轉換。
Dyna實現隱式轉顯式的方法
Dyna中實現隱式轉顯式的方法很多，有dynain文件法，隱式轉顯式法，臨界阻尼法，動力松弛法，準靜態加載預應力的方法等。考慮到各種方法的局限性和便捷性，建議使用動力松弛法。
Dyna動力松弛
在LS-DYNA中的動力松弛是顯式求解器對線性和非線性的靜態或準靜態問題進行近似求解，其原理是通過增加阻尼使系統的動能降低為零，求解得到問題的近似解。
動力松弛關鍵設置如下：
DRTOL收斂容差，默認為0.001。理論上只要收斂容差設置足夠小，就可以使動力松弛結果與靜態分析的結果一致。但是收斂容差太小會造成動力松弛求解過程耗時過長甚至不收斂，所以在保證收斂的情況下適當調小收斂容差即可。
IDRFLG設為1調用動力松弛。
SIDR項取值不同，其意義也不同。默認為0，僅進行瞬態分析。設為1，僅進行動力松弛分析；設為2，先進行動力松弛分析，然后接力瞬態分析。
展開 基于HyperWorks的航炮吊艙加速度沖擊 瞬態響應分析
當載機著陸時，航炮吊艙不僅承受豎直向下半正弦波沖擊脈沖作用，還要承受向心預緊力的作用，這是航炮吊艙主要受力工況。GJB150.18[1]沖擊試驗要求對航空產品進行加速度沖擊分析，由于沖擊環境條件非常復雜，導致應用有限元法對加速度沖擊響應進行計算是一個難于解決的問題。本文首先應用Altair 公司的前處理軟件HyperMesh對結構進行網格劃分，然后應用通用數值分析軟件RADIOSS對航炮吊艙進行直接法加速度沖擊響應分析，對該產品在加速度沖擊及向心預緊力共同作用下的剛度及強度的動力響應進行分析，得到了結構上任意點處應力與變形的時間歷程曲線，縮短了產品研發的周期，對產品的改進設計以及沖擊試驗的進行具有積極的指導作用。
展開 【案例】基于Radioss的 發動機下護板 落錘沖擊分析
難度指數：★★★
本案例中分析對象為 發動機下護板，對其進行落錘沖擊分析。判斷其是否會發生破壞。
其中，發動機下護板材料為 含玻纖的PP材料；落錘為鋼材。
通常情況下，落錘沖擊，或者跌落沖擊都有跌落高度，自由落體落下。
我們在分析時，不需要分析整個過程，只需要將落球或落錘位置調整為剛好要發生接觸的時刻，然后計算此刻的速度。
分析流程主要有以下主要步驟：
一、網格劃分及質量控制
二、落錘模型創建及定義
三、單元屬性
四、材料
五、接觸的創建
六、邊界條件
七、輸出控制
下面 重點介紹一下 以上步驟中幾個關鍵點和注意事項。
一、網格劃分及質量控制
對于實體單元，Radioss求解器支持一階或者二階的四面體和六面體單元，其他的單元(例如金字塔單元、楔形單元)會通過退化的六面體單元表示，盡量不使用這些單元。
對于發動機下護板，模型 L/t＞20 ，所以使用中面模型，2D單元。
預計發生接觸的部位注意要控制單元質量。
二、落錘模型創建及定義
對于落錘模型，要注意使用Pbody進行剛性連接。
三、單元屬性定義
每個 component需要 定義 card image 為Part
常用的2D 單元屬性設置如下：
每個卡片以及對應的意思請參考help文檔。
3D實體單元屬性
四、材料
本次分析使用了兩種本構模型的材料Law2和Law36。
落錘的材料
發動機下護板的材料 Mat_Law36
自帶失效模式，如果設置了失效，則達到破壞條件是可以選擇刪除單元，最后呈現的是斷裂破壞的效果。
五、接觸創建和控制
接觸包含 沖擊部位的接觸 和 自接觸。
最基本的要避免網格交叉(intersection)。
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 Ansys Zemax | 手機鏡頭設計 - 第 4 部分：用 LS-DYNA 進行沖擊性能分析
模擬涉及兩個步驟，并且從兩個步驟中都導出變形數據集：
沖擊分析：這是模擬時間的 0 - 0.1ms，即沖擊發生時。
沖擊后分析：這是沖擊狀態后 1 秒，此時允許振動衰減以避免變形中出現任何不必要的噪聲。
將 FEA 數據加載到 Ansys Zemax OpticStudio 中
在 Ansys Mechanical 中生成 FEA 數據集后，現在可以將它們加載到 OpticStudio 中。如本系列文章第 1 部分所述，名義上的手機攝像頭系統已在 OpticStudio 中設計并優化了性能。透鏡系統本身的設計基于一項專利，包含五個主要的非球面透鏡：
為了分析和比較手機攝像頭在三種主要狀態（沖擊、沖擊后和名義）下的性能，通過 OpticStudio 主窗口頂部 STAR 選項卡中的多物理場數據加載器導入 FEA 數據集。
對于代表透鏡或光學組件物理表面的每個表面，分配一個 “Surface_deformation” 數據集。由于自從 OpticStudio 導出名義幾何形狀以來坐標系沒有改變，因此為特定表面對齊數據集并設置為全局坐標系。如果不是這種情況，可以將坐標系更改為局部坐標系，或者可以應用用戶定義的變換。在將數據集分配給表面后，可以通過單擊 “OK（Fit Multiphysics Data）” 加載和擬合數據集。
分析不同狀態下的光學性能
加載和擬合多物理場數據后，現在可以分析不同狀態的性能，更重要的是進行比較。由于這是一個手機攝像頭系統，在性能分析過程中有一些分析工具可供使用。在這種情況下，使用以下分析工具進行分析和比較：
圖像模擬 - 此功能通過將源位圖文件與一組 PSF進行卷積來模擬圖像的形成。考慮的效果包括衍射、像差、畸變、相對照明、圖像方向和偏振。
展開 設計仿真 | 復合材料微型無人機著陸過程中的低速沖擊分析
土耳其航空航天工業/中東技術大學在這項研究中，通過使用 MSC Dytran 的顯式有限元分析，研究了無人駕駛微型飛行器對土壤和剛性地面的低速沖擊的腹部著陸。
MSC Dytran
簡 介
在這項研究中，通過使用 MSC Dytran 的顯式有限元分析，研究了無人駕駛微型飛行器對土壤和剛性地面的低速沖擊的腹部著陸。微型無人機在其腹部降落在礫石、瀝青、水泥、草地和硬土上時，由于陣風等人無法控制的原因，在著陸過程中可能會受到低速沖擊。因此，該研究的主要目的是研究低速沖擊載荷對飛行器結構的影響，并為設計過程做出貢獻。分別針對機身和機身-機翼組合有無內部加強件進行了微型無人機的低速沖擊分析，并檢查了向分析模型添加不同子結構的效果。通過顯式有限元分析，確定了實際飛行試驗中機身與后尾梁之間因硬著陸而經常出現的、事先無法預測的損傷區。通過顯式有限元分析確定特定失效區域為改進設計提供了有價值的信息。
腹部著陸時的微型無人機
下圖顯示了腹部著陸時的微型無人機和損壞區域的位置以及硬著陸時經歷的實際故障。
展開 某車型傳動系沖擊噪聲問題分析
另外因為電機扭矩響應相比發動及更加迅速，傳動系統的沖擊噪聲會更加明顯，極大地影響了整車的舒適性。文章針對某車型傳動系統的沖擊噪聲，進行了系統的分析研究。基于臺架的NVH測試手段對油溫、齒輪油黏度及扭矩爬升斜率、扭矩峰值、齒側間隙等五個因素進行了細致對比測試驗證，通過對測試信號的時域分析，確定了關鍵影響因素及零部件，為沖擊噪聲的解決方案提供了相關解決思路。
關鍵詞：傳動系沖擊噪聲;臺架NVH測試;時頻分析;
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對整車舒適性的要求也越來越高。傳動系統（包含減速器、驅動橋、傳動軸）作為汽車中的重要組成部分，主要起到降速增扭的作用，其常見的噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise,Vibration,Harshness,NVH）問題包含齒輪嘯叫聲及沖擊噪聲，對整車NVH性能影響至關重要[1,2]。對于傳動系NVH問題的分析研究不僅需要考慮其在正常行駛中的表現，更要考慮在特殊工況下引起的NVH問題。近幾年，趙忠偉等[3]通過多體動力學模型的建立，分析了變速箱產生敲擊的原因，并提出相關解決方案；嚴生輝[4]通過控制變量法，得出了扭矩斜率、非負扭矩對沖擊噪聲的影響。
傳動系統沖擊噪聲會在整車各工況下均會產生，影響因素較多。總體來說，按照產生沖擊噪聲的工況可以初步分為起步踩油門瞬間和制動瞬間工況、勻速行駛工況、松油門滑行工況、加速及制動工況等四種。
對于后三種工況下出現的持續或者間歇性沖擊噪聲，主要影響因素包含電控策略、零部件損壞、傳動軸角度等。本文主要針對第一種工況下產生的沖擊噪聲進行分析與研究，對其他工況下產生的沖擊噪聲進行簡要的總結性概括說明。
沖擊噪聲的振動源主要來于驅動橋、變速箱等傳力機構。所以本文通過對驅動橋內部相關影響因素的試驗設計，對傳動系沖擊噪聲進行了系統的分析驗證。
展開 
Abaqus與Dyna電池包沖擊分析結果對比 ￥20
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付費內容為相應計算文件，包含完整的電池包模型，Dyna和abaqus帶損傷的材料韌性斷裂失效設置，abaqus explicit通用接觸防止接觸厚度自動減小的設置，及其他常規的電池包沖擊分析設置，供大家學習。
沖擊跌落分析
沖擊跌落分析
在電子產品的可靠性設計要求中，沖擊、跌落是幾項非常重要的指標，要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。
與物理實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等），成本低，在設計過程中，任意階段都可以進行模擬。
電子電器多體機構仿真.doc
電子電器電磁場分析.doc
干貨 | 沖擊與碰撞分析——ANSYS LS-DYNA
本期研討會：《沖擊與碰撞分析——ANSYS LS-DYNA》將于12月24日 20:00-21:00舉辦，掃碼可直接報名。
直播主題
沖擊與碰撞分析——ANSYS LS-DYNA
日期/時間
2019年12月24日
20:00 – 21:00
課程受眾
汽車主機廠，車身、底盤、座椅及約束系統等零部件供應商的CAE工程師；從事瞬態動力學問題（沖擊、爆炸）分析的相關科研單位研究人員；從事顯式有限元理論研究的院校師生等等。
講師簡介
張偉偉
上海交通大學機械工程專業博士，長期從事隱式、顯式有限元方法的理論研究及工程應用工作。現任ANSYS中國高級應用工程師，負責ANSYS結構類產品重點是LS-DYNA軟件的售前技術支持工作，對有限元理論，結構強度分析及優化方法具有深入的理解和豐富的應用經驗。
課程簡介
對工程實際中的動力學過程進行數值模擬，需要根據實際問題的固有屬性來選擇合理的積分算法。當待求問題的非線性快速發展或響應中高頻部分占主導時(例如接觸碰撞、波的傳播等)，顯式積分算法往往更受青睞；當待求問題為準線性問題或低頻部分占主導時(例如結構振動、沖擊后的響應問題等)，無條件穩定的隱式算法則更加合適。
展開 沖擊跌落分析成功案例
Action=Search&TagName=可靠性]可靠性設計要求中，沖擊、跌落是幾項非常重要的指標，要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和分析模擬。
與物理實驗相比，模擬有著明顯的優勢：提供重復結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等），成本低，在設計過程中，任意階段都可以進行模擬。
常見的電子產品沖擊跌落分析軟件：ABAQUS、LS-Dyna、Dytran等。
案例問題描述：翻蓋手機跌落仿真
計算內容：
查看全文：http://service.caenet.cn/Cases60.html
更多跌落分析成功案例：http://download.caenet.cn/ShowInfoList.aspx
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