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雖然跌落仿真本身的設(shè)置就不復(fù)雜，但是采用模版還是節(jié)約了不少手工的工作，例如根據(jù)高度換算落地瞬間速度，根據(jù)不同地板角度換算速度分量等，也讓整個(gè)跌落設(shè)置的流程更清晰，不容易犯錯(cuò)，并且也可以適用于不同的求解器，例如 Radioss 和 Abaqus Explicit 都是適用的。

雖然跌落仿真本身的設(shè)置就不復(fù)雜，但是采用模版還是節(jié)約了不少手工的工作，例如根據(jù)高度換算落地瞬間速度，根據(jù)不同地板角度換算速度分量等，也讓整個(gè)跌落設(shè)置的流程更清晰，不容易犯錯(cuò)，并且也可以適用于不同的求解器，例如 Radioss 和 Abaqus Explicit 都是適用的。

其余設(shè)定（例如跌落高度，跌落方向等）都可以在DropTest 工具中方便的設(shè)置，如下圖所示：（圖片來自于 SimLab 官方教程）值得一提的是，如果我們想跌落多個(gè)方向，我們可以通過 DOE 功能下的 DropTest 快速設(shè)置多個(gè)方向的跌落，內(nèi)置了跌落高度，跌落角度作為設(shè)計(jì)變量，通過這幾個(gè)參數(shù)可以輕松設(shè)置多個(gè)跌落方向，還可以預(yù)覽跌落地板的位置來確認(rèn)是否是自己想要的方向

模型整體不同角度跌落動(dòng)圖 內(nèi)部部件跌落圖

wx_fmt=png&amp;from=appmsg"></p><p class="ql-align-center"><strong>（圖片來自于 SimLab 官方教程）</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>值得一提的是，如果我們想跌落多個(gè)方向，我們可以通過 DOE 功能下的 DropTest 快速設(shè)置多個(gè)方向的跌落，內(nèi)置了跌落高度，跌落角度作為設(shè)計(jì)變量，通過這幾個(gè)參數(shù)可以輕松設(shè)置多個(gè)跌落方向

例如，智能音箱可能會(huì)因用戶不小心碰撞或放置不穩(wěn)而從桌面跌落；智能攝像頭可能會(huì)在安裝或調(diào)整位置時(shí)不慎掉落；智能門鎖在安裝過程中也存在跌落的風(fēng)險(xiǎn)。此外，在運(yùn)輸和倉儲(chǔ)過程中，智能家居設(shè)備也可能會(huì)受到震動(dòng)、碰撞等因素的影響而發(fā)生跌落。 根據(jù)對實(shí)際使用場景的調(diào)查和分析，常見的跌落高度一般在 0.5 米至 2 米之間，跌落角度則包括正面跌落、背面跌落、側(cè)面跌落以及邊角跌落等多種情況。

Abaqus/Explicit可以模擬高度非線性動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)靜態(tài)分析（可以考慮絕熱效應(yīng)）完全耦合瞬態(tài)-位移分析、聲固耦合分析，還可以進(jìn)行退火過程模擬，及沖壓成型的回彈分析。Abaqus/Explicit 適用于分析瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問題，例如，手機(jī)和其他電子產(chǎn)品跌落時(shí)跌落實(shí)驗(yàn)，彈道沖擊，汽車系統(tǒng)和新能源汽車電池包的沖擊及跌落分析等。基于表面的流體空腔可用于模擬填充了流體或氣體的結(jié)構(gòu)。

Abaqus/Standard 可以模擬大量的物理現(xiàn)象，例如除了應(yīng)力/ 位移分析之外還有：熱傳導(dǎo)，質(zhì)量擴(kuò)散和聲學(xué)現(xiàn)象。不同物理現(xiàn)象間的相互作用，如熱固耦合，熱電耦合，壓電耦合和多種介質(zhì)的流固耦合，聲固耦合等分析也能夠進(jìn)行模擬。對于以上或其它非線性分析，Abaqus/Standard 會(huì)自動(dòng)調(diào)整收斂準(zhǔn)則和時(shí)間步長來確保解的準(zhǔn)確性。

圖5能量及能量比變化曲線a1能量變化曲線a2能量比變化曲線5總結(jié)基于ABAQUS仿真平臺(tái)，通過顯示動(dòng)力學(xué)模塊進(jìn)行對稱金屬管的動(dòng)力學(xué)仿真分析并通過應(yīng)力應(yīng)變云圖、金屬管變形情況以及能量曲線分析方式對諸如工程中的碰撞及跌落問題有了一定的認(rèn)知，本案例能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)過程中的碰撞及從產(chǎn)品跌落提供一定的參考意義。

使用HyperWorks RADIOSS求解器的反映九種可能的工況，包括直跌落、前跌落和后跌落、左側(cè)和右側(cè)沖擊，以及幾種角度跌落。在確認(rèn)這些仿真跌落和一系列由Mabe所做的相似的物理跌落沖擊具有良好的相關(guān)性之后，Altair 產(chǎn)品設(shè)計(jì)咨詢團(tuán)隊(duì)在每一個(gè)可導(dǎo)致?lián)p壞的情況中創(chuàng)建了一套基準(zhǔn)仿真來確定結(jié)構(gòu)性能。仿真的結(jié)果可用HyperWorks的后處理器HyperView中的“洋蔥皮”功能來研究。

2多部位靈活調(diào)整調(diào)通過鼠標(biāo)三鍵或輸入角度可精準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)，自帶止停角限制，支持對稱 / 反向旋轉(zhuǎn)與一鍵重置初始姿態(tài)。3多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整骨盆傾角時(shí)，脊柱、頭頸、上肢自動(dòng)跟隨重新定向，保持整體姿態(tài)的生物力學(xué)一致性。4實(shí)時(shí)穿透檢測調(diào)整過程中自動(dòng)檢測假人與周邊結(jié)構(gòu)的干涉區(qū)域，配合自動(dòng)修正算法調(diào)整不合理干涉。

2多部位靈活調(diào)整調(diào)通過鼠標(biāo)三鍵或輸入角度可精準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)，自帶止停角限制，支持對稱 / 反向旋轉(zhuǎn)與一鍵重置初始姿態(tài)。3多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整骨盆傾角時(shí)，脊柱、頭頸、上肢自動(dòng)跟隨重新定向，保持整體姿態(tài)的生物力學(xué)一致性。4實(shí)時(shí)穿透檢測調(diào)整過程中自動(dòng)檢測假人與周邊結(jié)構(gòu)的干涉區(qū)域，配合自動(dòng)修正算法調(diào)整不合理干涉。

結(jié)果是Abaqus/Explicit 可以輕松分析涉及許多獨(dú)立實(shí)體之間復(fù)雜接觸相互作用的問題。 Abaqus/Explicit 特別適合分析承受沖擊載荷并隨后在結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)歷復(fù)雜接觸相互作用的結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此類問題的一個(gè)示例是 Contact 中介紹的電路板跌落測試。在這個(gè)例子中，一塊放在泡沫包裝中的電路板從 1 m 的高度跌落到地板上。

在ABAQUS中，材料方向通過Orientation命令來定義，需要指定局部坐標(biāo)系的兩個(gè)基向量。本方法采用的做法是，根據(jù)用戶給定的鋪層角度，計(jì)算該角度下的局部坐標(biāo)系基向量。第一個(gè)基向量沿著纖維方向，其在整體坐標(biāo)系中的分量可以通過角度的三角函數(shù)計(jì)算得到。第二個(gè)基向量垂直于纖維方向，在平面內(nèi)與第一個(gè)基向量正交。對于每一層，都生成一個(gè)獨(dú)立的Orientation定義，并賦予唯一的名稱。

結(jié)果是Abaqus/Explicit 可以輕松分析涉及許多獨(dú)立實(shí)體之間復(fù)雜接觸相互作用的問題。 Abaqus/Explicit 特別適合分析承受沖擊載荷并隨后在結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)歷復(fù)雜接觸相互作用的結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此類問題的一個(gè)示例是 Contact 中介紹的電路板跌落測試。在這個(gè)例子中，一塊放在泡沫包裝中的電路板從 1 m 的高度跌落到地板上。

五、案例拓展與注意事項(xiàng)5.1 案例拓展? 改變初始撞擊速度：調(diào)整球桿撞擊速度，分析其對接觸力、應(yīng)力及反彈速度的影響；? 考慮球桿旋轉(zhuǎn)：在施加球桿速度時(shí)添加角速度，模擬帶旋轉(zhuǎn)的擊球過程；? 非正碰模擬：調(diào)整兩球初始位置或球桿撞擊角度，模擬斜碰過程；? 材料非線性：將臺(tái)球、球桿或球桌材料改為彈塑性，分析撞擊過程中的塑性變形；? 球桌彈性變形影響：將球桌設(shè)為可變形，對比剛性球桌與可變形球桌的模擬結(jié)果差異

因而在每個(gè)單元產(chǎn)生鋪層角度，真實(shí)反映了仿真和實(shí)際纖維結(jié)構(gòu)，確保計(jì)算中可達(dá)到前所未有的真實(shí)性。另外，CMA使復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析、設(shè)計(jì)和制造完美的結(jié)合在一起。使用Abaqus/CAE創(chuàng)建的模型可直接導(dǎo)入CATIA V5中進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，也可將CATIA CPD中設(shè)計(jì)的復(fù)合材料以及鋪層直接導(dǎo)入Abaqus/CAE中。

電池包跌落測試：通過六軸機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電池組空間任意角度跌落測試，誤差控制在 ±0.5° 以內(nèi)，可同步采集電芯內(nèi)阻、電壓及溫度變化數(shù)據(jù)。三、材料力學(xué)性能測試 拉伸測試：機(jī)械臂在精確控制下抓取和安裝拉伸試樣，精準(zhǔn)控制拉伸速度，實(shí)時(shí)采集拉力、位移數(shù)據(jù)，計(jì)算材料的彈性模量、抗拉強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵指標(biāo)。

對于線性單元，單元角度應(yīng)盡量接近 90°，避免出現(xiàn)尖銳角度或過度拉伸的形狀。對于二次單元，雖然對扭曲的容忍度較高，但仍應(yīng)保持合理的單元形狀。 使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格：對于規(guī)則幾何區(qū)域，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)，生成高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不僅質(zhì)量高，而且計(jì)算效率更高，能夠提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。

電池包跌落測試：借助六軸機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)電池組空間任意角度跌落測試，將誤差精準(zhǔn)控制在 ±0.5° 以內(nèi)。同時(shí)同步采集電芯內(nèi)阻、電壓及溫度變化數(shù)據(jù)，為電池包的安全性能評(píng)估提供可靠依據(jù)。