基于ANSYS WORKBENCH的結(jié)構(gòu)物跌落分析

2016-10-22 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

【問(wèn)題描述】

一實(shí)體塊以50m/s的速度撞擊一個(gè)支架,需要確定撞擊過(guò)程中結(jié)構(gòu)變形和支架的受力變化。支架和塊體為結(jié)構(gòu)鋼JOHNSON COOK強(qiáng)化塑性材料,撞擊時(shí)間為1ms。

(《注》該例子來(lái)自于許京荊編著的《ANSYS 13.0 WORKBENCH數(shù)值模擬技術(shù)》,2012年)

【問(wèn)題分析】

1. 這是一個(gè)典型的碰撞事件,時(shí)間短暫,只有1毫秒,需要使用顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊。

2. 由于支架是薄壁構(gòu)件,先創(chuàng)建實(shí)體再抽取中面得到板殼模型。

3. 建模時(shí)實(shí)體塊與支架接觸在一起,直接給初速度。

【求解過(guò)程】

1. 打開(kāi)ANSYS WORKBENCH14.5

2.創(chuàng)建顯式動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng)。

3.設(shè)置材料模型。

雙擊engineering data單元格,設(shè)置材料屬性

對(duì)于默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼材料,加入JOHNSON COOK strength的塑性材料屬性。

退出材料設(shè)置,返回到WB環(huán)境中。

4.創(chuàng)建幾何體。

雙擊geometry單元格,進(jìn)入到DM中,選擇毫米作為長(zhǎng)度單位。
(1)創(chuàng)建面板
先在XOY面內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)草圖如下圖

再沿著Z軸的正方向拉伸5mm得到面板實(shí)體。

(2)創(chuàng)建四根筋。

再在XOY面內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)草圖如下。該草圖包含四個(gè)矩形,這就是四根筋的截面形狀。

然后沿著Z軸的負(fù)方向拉伸10mm得到4根筋。

(3)創(chuàng)建跌落物。

在面板的上表面中心處創(chuàng)建一個(gè)20*20*10的長(zhǎng)方體,注意是另外一個(gè)物體。

(4)對(duì)支架抽取殼模型。

首先對(duì)支架抽取中面。

然后用Joint將上述面連接在一起。

此處的操作及結(jié)果如下圖

現(xiàn)在,有了兩個(gè)part,一個(gè)是跌落物,一個(gè)是支架。

建模完畢,退出DM.

5.設(shè)置實(shí)體接觸。

雙擊model單元格,進(jìn)入到mechanical中。

設(shè)置接觸特性。系統(tǒng)已經(jīng)自動(dòng)設(shè)置了兩個(gè)part之間的接觸關(guān)系,這里考慮殼體的厚度影響,設(shè)置殼厚度影響因子為1.

6.劃分網(wǎng)格。

按照默認(rèn)方式劃分網(wǎng)格。

單元質(zhì)量如下圖

可見(jiàn),單元質(zhì)量良好。

7.設(shè)置分析條件。

給滑塊施加一個(gè)指向支架面的50米每秒的初速度。

設(shè)置分析0.001秒。

8.設(shè)置邊界條件。

固定四根筋板底面的邊。

9.求解。

10.后處理。

查看撞擊過(guò)程中的應(yīng)力。