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本文檔詳細介紹了輪船碰撞仿真的主要技術點，包括幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件、計算設置和結果分析等內容。通過本指導，用戶可以掌握輪船碰撞仿真的核心步驟和注意事項。2. 幾何處理2.1 幾何簡化 使用三維實體單元會導致計算量顯著增加，尤其是在沖擊和震動分析中。所以需要將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model），以減少計算量。

概述 本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。2.

另外從圖5a2可以看出，能量比尖峰出現在25μs左右，表明此時金屬管出現大的破壞失效，之后曲線開始急劇下降，說明金屬管在接觸后發生的失效帶走了大部分的動能，之后曲線緩慢上升趨于平緩，維持在5J左右。這是由于兩者處于相對靜止，動能降為零導致的。

圖3 防墜擺塊與旋轉中心軸處所受力曲線 從圖3可分析與防墜擺塊碰撞沖擊力有以下特點：由于導軌防墜孔與觸發擺塊有一定距離，這段下墜時間內中心軸受沖擊力為零；觸發擺塊受到導軌碰撞帶動防墜擺塊繞旋轉中心軸旋轉，造成中心軸受力第一次峰值后因導軌暫時還未與防墜擺塊接觸旋轉副處所受沖擊力短暫歸于零；導軌繼續下墜因速度過快與防墜擺塊接觸碰撞造成防墜擺塊與旋轉中心軸處的旋轉副受到主要沖擊力

8）沙漏控制 薄殼單元，尤其是BT殼單元中經常會出現沙漏現象，這是一種零能變形現象，即產生了零應力和零應變。更為嚴重的是，如果沙漏能在總能量中占比過大，將會導致整體計算失敗，因此我們需要控制沙漏。

對于復合材料護舷，根據材料力學性能測試所得數據，選擇低密度泡沫模型和超彈性本構模型分別模擬內層吸能泡沫和外層聚氨酯，從而結合幾何模型、接觸設置及邊界條件形成碰撞仿真方法；隨后，基于變形與能量轉換關系，對船體-護舷-碼頭的碰撞特性展開具體分析；最后，調整復合材料芯體剛度、船體剛度、外層保護結構厚度及拉伸剛度，對影響護舷防護特性的因素進行分析。

在負載為零的情況下，齒輪副出現了主動輪齒面接觸與齒背接觸的雙側碰撞現象，該碰撞過程中主動輪正側齒面碰撞從動輪齒面，驅動從動輪開始轉動，但是由于負載較小，所產生阻滯力矩小于碰撞沖擊所產生的慣性力矩，即有： 式中：Tdrag—阻滯力矩，由從動輪阻尼力與負載力矩決定。

通過將Ansys? LS-DYNA? 引入碰撞測試開發流程中，NASCAR能夠分析、測試并驗證多個方向的影響，其中包括與整車的非線性和線性接觸，并且涵蓋了正面碰撞、車頂碰撞、側向碰撞、后部碰撞和斜向碰撞。

通過將Ansys? LS-DYNA? 引入碰撞測試開發流程中，NASCAR能夠分析、測試并驗證多個方向的影響，其中包括與整車的非線性和線性接觸，并且涵蓋了正面碰撞、車頂碰撞、側向碰撞、后部碰撞和斜向碰撞。

0或1—取接觸主面中的最小剛度；2—取主面的剛度值；3—取從面的剛度值； THKCHG—單面接觸中，是否考慮接觸過程中殼單元厚度的變化。 其余的參數，在整車碰撞、擠壓、機械沖擊仿真中使用較少，采取默認值或者不設置即可。

4寫入碰撞主模型將預壓變形后的泡沫幾何與初始應力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時刻的接觸邊界準確。座椅發泡預壓對追尾工況（Rear Impact / Whiplash）的仿真精度影響尤為顯著：未預壓的座椅靠背剛度往往被高估 20%～40%，直接影響頭頸部損傷預測結果。 ?

4寫入碰撞主模型將預壓變形后的泡沫幾何與初始應力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時刻的接觸邊界準確。座椅發泡預壓對追尾工況（Rear Impact / Whiplash）的仿真精度影響尤為顯著：未預壓的座椅靠背剛度往往被高估 20%～40%，直接影響頭頸部損傷預測結果。 ?

同時，設置汽車和墻壁、汽車和地面為無摩擦接觸，墻壁和地面則固定不動。整體計算時間設定為 30ms，這樣能更全面地觀察到碰撞后的變形效果 三、汽車碰撞仿真結果：數據揭示安全真相? 經過仿真計算，我們得到了豐富的結果。首先是汽車的變形情況和碰撞后的應力分布，從圖中能清晰看到碰撞帶來的影響.

圖6 仿真動畫 3.2 結果曲線 仿真完成后可以查看小球之間的接觸力變化曲線，如圖7所示。 圖7 小球接觸碰撞力變化曲線 文章來源：本碩博工程師俱樂部

摘要：基于AMESim仿真分析軟件，對氣動閥門內部的運動規律、閥門內部零組件相互運動關系進行了研究，并采取了非接觸測量方法，測量了閥門內部閥桿運動速度，確定了仿真分析的正確性。結果表明：氣動閥門在打開瞬間，閥桿會有較大的運動速度，并可能發生頂桿與閥桿的反向碰撞問題，給頂桿或閥桿帶來損傷。

4）碰撞仿真分析在碰撞分析軟件中將材料特性力學材料卡片和碰撞斷裂材料卡片，同時帶入碰撞分析中，可以準確預測材料變形及失效特性。4 總結本文概述了汽車碰撞中常用斷裂失效模擬方法；介紹完整的材料斷裂失效卡片開發流程；最后，通過零部件的試驗對標，展示該方法制作的材料卡片可準確模擬懸置在受到碰撞載荷工況下的斷裂現象。

Adams Solver計算兩個物體之間的接觸力是有條件的，當兩個幾何之間不存在滲入深度時，接觸力為零，存在滲入深度，才會有接觸力。Adams支持多部件之間的接觸定義、摩擦的定義、二維幾何之間的接觸以及三維實體的接觸。

為了測得汽車在碰撞過程中，方向盤對人體的侵入量，提取轉向管柱沿碰撞方向的位移分布曲線。如圖為轉向柱在整個碰撞過程中的相對位移曲線，計算其峰值與回彈點之間的差值即可得到轉向柱在碰撞過程中發生的相對位移量（侵入量）。 從圖中可以計算出轉向柱侵入位移為74.579mm。因此，在行車過程中切記系好安全帶，減小身體與方向盤等之間的接觸距離。