基于ANSYS WORKBENCH的结构物跌落分析

2016-10-22 by:CAE仿真在线来源:互联网

【问题描述】

一实体块以50m/s的速度撞击一个支架,需要确定撞击过程中结构变形和支架的受力变化。支架和块体为结构钢JOHNSON COOK强化塑性材料,撞击时间为1ms。

(《注》该例子来自于许京荆编著的《ANSYS 13.0 WORKBENCH数值模拟技术》,2012年)

【问题分析】

1. 这是一个典型的碰撞事件,时间短暂,只有1毫秒,需要使用显式动力学分析模块。

2. 由于支架是薄壁构件,先创建实体再抽取中面得到板壳模型。

3. 建模时实体块与支架接触在一起,直接给初速度。

【求解过程】

1. 打开ANSYS WORKBENCH14.5

2.创建显式动力学分析系统。

3.设置材料模型。

双击engineering data单元格,设置材料属性

对于默认的结构钢材料,加入JOHNSON COOK strength的塑性材料属性。

退出材料设置,返回到WB环境中。

4.创建几何体。

双击geometry单元格,进入到DM中,选择毫米作为长度单位。
(1)创建面板
先在XOY面内创建一个草图如下图

再沿着Z轴的正方向拉伸5mm得到面板实体。

(2)创建四根筋。

再在XOY面内创建一个草图如下。该草图包含四个矩形,这就是四根筋的截面形状。

然后沿着Z轴的负方向拉伸10mm得到4根筋。

(3)创建跌落物。

在面板的上表面中心处创建一个20*20*10的长方体,注意是另外一个物体。

(4)对支架抽取壳模型。

首先对支架抽取中面。

然后用Joint将上述面连接在一起。

此处的操作及结果如下图

现在,有了两个part,一个是跌落物,一个是支架。

建模完毕,退出DM.

5.设置实体接触。

双击model单元格,进入到mechanical中。

设置接触特性。系统已经自动设置了两个part之间的接触关系,这里考虑壳体的厚度影响,设置壳厚度影响因子为1.

6.划分网格。

按照默认方式划分网格。

单元质量如下图

可见,单元质量良好。

7.设置分析条件。

给滑块施加一个指向支架面的50米每秒的初速度。

设置分析0.001秒。

8.设置边界条件。

固定四根筋板底面的边。

9.求解。

10.后处理。

查看撞击过程中的应力。