基于ANSYS WORKBENCH的結(jié)構(gòu)物跌落分析

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

【問題描述】

一實體塊以50m/s的速度撞擊一個支架,需要確定撞擊過程中結(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強化塑性材料,撞擊時間為1ms。

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

【問題分析】

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

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

3. 建模時實體塊與支架接觸在一起,直接給初速度。

【求解過程】

1. 打開ANSYS WORKBENCH14.5

2.創(chuàng)建顯式動力學(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

對于默認的結(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,進入到DM中,選擇毫米作為長度單位。
(1)創(chuàng)建面板
先在XOY面內(nèi)創(chuàng)建一個草圖如下圖

再沿著Z軸的正方向拉伸5mm得到面板實體。

(2)創(chuàng)建四根筋。

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

然后沿著Z軸的負方向拉伸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20*20*10的長方體,注意是另外一個物體。

(4)對支架抽取殼模型。

首先對支架抽取中面。

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part,一個是跌落物,一個是支架。

建模完畢,退出DM.

5.設(shè)置實體接觸。

雙擊model單元格,進入到mechanical中。

設(shè)置接觸特性。系統(tǒng)已經(jīng)自動設(shè)置了兩個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。

按照默認方式劃分網(wǎng)格。

單元質(zhì)量如下圖

可見,單元質(zhì)量良好。

7.設(shè)置分析條件。

給滑塊施加一個指向支架面的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。

查看撞擊過程中的應(yīng)力。