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SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf 1 實(shí)驗(yàn)裝置基本信息 2 2動態(tài)模擬 2 2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2 2.2 關(guān)鍵字設(shè)置 4 3 ANSYS界面 6 3.1 頁面介紹 6 3.1.1主頁面 6 3.1.2 主菜單詳情介紹 8 4 LS-PrePost界面 11 4.1主頁面 11 4.2選項(xiàng)卡 13 4.2.1 選項(xiàng)卡

模擬涉及兩個步驟，并且從兩個步驟中都導(dǎo)出變形數(shù)據(jù)集： 沖擊分析：這是模擬時間的 0 - 0.1ms，即沖擊發(fā)生時。 沖擊后分析：這是沖擊狀態(tài)后 1 秒，此時允許振動衰減以避免變形中出現(xiàn)任何不必要的噪聲。

本文是四部分系列中的第四部分，它涵蓋了相機(jī)鏡頭的顯式動態(tài)模擬，以及對光學(xué)性能的影響。使用Ansys Mechanical和LS-DYNA對相機(jī)在地板上的一系列沖擊和彈跳過程進(jìn)行顯式動力學(xué)模擬，其中 LS - DYNA 用于解決跌落物理問題，然后通過STAR工具將其導(dǎo)入Ansys Zemax OpticStudio Enterprise，進(jìn)而研究對光學(xué)性能產(chǎn)生的影響。

由于ANSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術(shù)，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計算結(jié)果如圖1、2所示：圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結(jié)構(gòu)響應(yīng)圖2 試驗(yàn)值與數(shù)值計算結(jié)果比較 計算結(jié)果映射（Remap）技術(shù) 傳統(tǒng)的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結(jié)構(gòu)的相互作用

關(guān)于SHPB數(shù)值模擬的研究已較為深入，模擬優(yōu)勢主要在于可通過修正參數(shù)使模擬結(jié)果與實(shí)際一致，以此為基礎(chǔ)對材料的動態(tài)破壞過程及更為復(fù)雜的工況進(jìn)行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應(yīng)變率荷載作用下裂紋擴(kuò)展及損傷規(guī)律，試件往往采用的是均質(zhì)模型。

這是 ANSYS 工程實(shí)戰(zhàn) 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?yàn)橛嬎憬Y(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果差異較大，這里用 ANSYS Workbench 分析沖擊問題，大家共同探討。1.

溫度對于花崗巖力學(xué)特性有不可忽視的影響，模擬100℃和200℃下花崗巖SHPB 試驗(yàn)時必須考慮溫度的作用，借助“隱式-顯式順序求解法”模擬實(shí)時溫度下花崗巖的沖擊破壞過程。

由于ANSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術(shù)，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計算結(jié)果如圖1、2所示：圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結(jié)構(gòu)響應(yīng)圖2 試驗(yàn)值與數(shù)值計算結(jié)果比較 計算結(jié)果映射（Remap）技術(shù) 傳統(tǒng)的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結(jié)構(gòu)的相互作用

結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度分析：結(jié)構(gòu)在一次加載下的承載能力； 疲勞分析：在時序變化載荷作用下的耐久性問題，主要使用nCode軟件； 熱分析：仿真結(jié)構(gòu)受熱后的溫度分布及熱變形熱應(yīng)力； 振動分析：結(jié)構(gòu)振動問題，是否會有共振； 沖擊問題：結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)承受沖擊載荷的能力，碰撞問題、跌落問題都屬于沖擊問題，在ANSYS Workbench可使用顯式動力學(xué)分析功能進(jìn)行沖擊問題仿真

該步驟尚不支持 3D模擬，因此仿真以 2D 形式進(jìn)行，仿真時需要關(guān)閉沖擊電離模型，器件偏置掃描至擊穿電壓以上。關(guān)閉沖擊電離模型是因?yàn)樵诤罄m(xù)的步驟2中我們會使用雪崩觸發(fā)概率 （ATP） 模型，這會使仿真變得簡單直接（沖擊電離模型的典型 CHARGE 方程出現(xiàn)收斂問題的概率非常低）。

為準(zhǔn)確評估該類防護(hù)裝置的性能，首先針對柔性護(hù)板開展沖擊性能試驗(yàn)，基于Ansys LS-DYNA開展了GFRP試件的水平沖擊數(shù)值仿真，建立了既滿足精度又兼顧效率的詳細(xì)模擬方法。最后建立車－護(hù)欄精細(xì)化有限元模型，分析了組合式護(hù)欄的防撞性能，并與既有混凝土護(hù)欄進(jìn)行了對比。

source=jishulink LS-DYNA電池結(jié)構(gòu)高級技術(shù)分析將圍繞電池行業(yè)的LS-DYNA應(yīng)用功能、技巧、常見問題進(jìn)行分享，包括連續(xù)沖擊、沖擊后進(jìn)行隨機(jī)振動以及損傷疊加、Tie接觸、多case、使用擠壓力作為終止計算條件、電芯中膠的熱變形流動等。點(diǎn)擊報名：https://v.ansys.com.cn/live/azy8svlW?

ANSYS LS-DYNA 可以對受沖擊影響的接點(diǎn)和連接機(jī)制進(jìn)行模擬（不管是跌落還是碰撞）。它可以利用接點(diǎn)和動態(tài)鏈接，并提供選擇廣泛的接觸公式，以便輕松自動考慮模型中所有組件之間的交互。如果與 LS-DYNA 快速且有效的顯式求解器方案結(jié)合使用，它可以為您提供無與倫比的仿真能力，用于研究使用隱式有限元分析（FEA）法可以解決的情況。

本文選用ANSYS/LS-DYNA模塊作為此次仿真的模擬平臺，此平臺結(jié)合了ANSYS的強(qiáng)大前后處理功能和LS-DYNA求解器的強(qiáng)大分析能力[7],L S-D Y N A通過瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)，ANSYS/LS-DYNA顯示時間積分采用中心差分法，即n個時間步結(jié)束后加速度的計算和LS-DYNA中的時間步長計算分別為：式中，M為質(zhì)量矩陣；P為第n個時間步內(nèi)所施加的節(jié)點(diǎn)外力向量；Fint