1、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual第第12章章ANSYS/LS-DYNA 跌落模塊跌落模塊Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual本章目標(biāo)本章目標(biāo)在完本錢章的學(xué)習(xí)后在完本錢章的學(xué)習(xí)后, 應(yīng)能使用應(yīng)能使用ANSYS/LS-DYNA的跌落模塊的跌落模塊(DTM)進(jìn)進(jìn)行根本的跌落分析行根本的跌落分析 1. 定義并描述跌落分析定義并

2、描述跌落分析2. 列舉進(jìn)行跌落分析的典型應(yīng)用列舉進(jìn)行跌落分析的典型應(yīng)用3. 介紹介紹 ANSYS/LS-DYNA 的跌落模塊的跌落模塊 (DTM)4. 詳細(xì)描述使用詳細(xì)描述使用DTM進(jìn)行跌落分析需要的步驟進(jìn)行跌落分析需要的步驟5. 分步給出指導(dǎo)分步給出指導(dǎo), 進(jìn)行一個(gè)根本的跌落分析進(jìn)行一個(gè)根本的跌落分析Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual跌落分析跌落分析 定義定義跌落分析模擬實(shí)際跌落中的物體行為跌落分析模擬實(shí)際跌落中的物體行為. 一個(gè)真實(shí)的跌落測試一般將涉及

3、在重力一個(gè)真實(shí)的跌落測試一般將涉及在重力場中從某個(gè)高度釋放物體場中從某個(gè)高度釋放物體, 允許它落下并與平的剛性面碰撞允許它落下并與平的剛性面碰撞. 進(jìn)行跌落分析的理由進(jìn)行跌落分析的理由由于意外事故或標(biāo)準(zhǔn)使用由于意外事故或標(biāo)準(zhǔn)使用,許多物體或部件被跌落到平板或地面上許多物體或部件被跌落到平板或地面上. 必須設(shè)計(jì)出必須設(shè)計(jì)出可靠部件以經(jīng)得起碰撞可靠部件以經(jīng)得起碰撞.可以對原始部件進(jìn)行跌落測試來評價(jià)設(shè)計(jì)可以對原始部件進(jìn)行跌落測試來評價(jià)設(shè)計(jì). 也可以進(jìn)行也可以進(jìn)行模擬真實(shí)跌落測試的虛擬跌落測試分析模擬真實(shí)跌落測試的虛擬跌落測試分析.真實(shí)的跌落測試需要制作出原型真實(shí)的跌落測試需要制作出原型,而虛擬的跌落

4、測試分析可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行而虛擬的跌落測試分析可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行. 根據(jù)虛擬的跌落測試分析根據(jù)虛擬的跌落測試分析, 可以識別出應(yīng)力水平和高應(yīng)力區(qū)域可以識別出應(yīng)力水平和高應(yīng)力區(qū)域, 從而可以根據(jù)需從而可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)修改要進(jìn)行設(shè)計(jì)修改. 通過簡單的修改有限元模型通過簡單的修改有限元模型,進(jìn)行新的分析就可以對修改后的進(jìn)行新的分析就可以對修改后的設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)而不需要建立新的模型設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)而不需要建立新的模型.將分析結(jié)果和真實(shí)的跌落測試結(jié)果關(guān)聯(lián)起來是明智之舉將分析結(jié)果和真實(shí)的跌落測試結(jié)果關(guān)聯(lián)起來是明智之舉. 一旦得到了原始設(shè)計(jì)一旦得到了原始設(shè)計(jì)的相關(guān)模型的相關(guān)模型, 就可以很自信的通過分析對提出

5、的設(shè)計(jì)修改進(jìn)行評價(jià)就可以很自信的通過分析對提出的設(shè)計(jì)修改進(jìn)行評價(jià),而不需要建而不需要建立修改后的模型立修改后的模型. Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual 跌落測試分析的典型應(yīng)用跌落測試分析的典型應(yīng)用工具工具 鐵錘鐵錘,鉗子鉗子,螺絲起子等等螺絲起子等等.電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品 膝上電腦膝上電腦,電視電視, CD 唱機(jī)等等唱機(jī)等等.用具用具 冰箱冰箱,洗衣機(jī)洗衣機(jī),干衣機(jī)干衣機(jī),微波爐等等微波爐等等.工業(yè)品工業(yè)品 有毒化學(xué)藥品的儲(chǔ)存桶有毒化學(xué)藥品的儲(chǔ)存桶.生活用品

6、包生活用品包.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual用用 DTM進(jìn)行跌落測試分析的進(jìn)行跌落測試分析的8個(gè)根本步驟個(gè)根本步驟進(jìn)行根本的跌落分析需要進(jìn)行根本的跌落分析需要8個(gè)根本步驟個(gè)根本步驟:1. 輸入或創(chuàng)立模型輸入或創(chuàng)立模型.2. 進(jìn)入跌落模塊進(jìn)入跌落模塊.3. 定位物體定位物體.4. 定義由于重力引起的加速度大小定義由于重力引起的加速度大小.5. 定義跌落高度定義跌落高度.7. 求解求解8. 動(dòng)畫結(jié)果動(dòng)畫結(jié)果.下面幾頁著重于詳細(xì)描述每一步下面幾頁著重于詳細(xì)描

7、述每一步.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟1: 輸入或創(chuàng)立模型輸入或創(chuàng)立模型用戶必須準(zhǔn)備或輸入用于跌落的物體模型用戶必須準(zhǔn)備或輸入用于跌落的物體模型. 模型可以從模型可以從CAD包中輸入包中輸入,也可以使用本課程以前描述的過程來創(chuàng)立也可以使用本課程以前描述的過程來創(chuàng)立.在進(jìn)入在進(jìn)入ANSYS主菜單的主菜單的“Drop Test 之前之前,物體必須被完全定義物體必須被完全定義! 所所有的單元和材料特性包括阻尼都必須已經(jīng)被指定有的單元和材料特性包括阻

8、尼都必須已經(jīng)被指定.在模型中應(yīng)該只包含與在模型中應(yīng)該只包含與LS-DYNA兼容的單元兼容的單元 (單元單元160-167). ANSYS/LS-DYNA用戶手冊討論了這些單元用戶手冊討論了這些單元.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 2: 進(jìn)入進(jìn)入 DTM 并初始化模型并初始化模型通過從通過從ANSYS主菜單中選擇主菜單中選擇Drop Test進(jìn)入進(jìn)入DTM一旦進(jìn)入一旦進(jìn)入DTM,跌落測試主菜單跌落測試主菜單 (DTMM) 出現(xiàn)出現(xiàn).在啟動(dòng)跌落模塊

9、之前最好備份模在啟動(dòng)跌落模塊之前最好備份模型型. 操作菜單操作菜單: Initialize OKExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 3: 定位物體定位物體 通過在通過在DTMM 中選擇中選擇Orient Model ,指定模型在重力場中的方位指定模型在重力場中的方位. 用戶使用下用戶使用下面的某個(gè)選項(xiàng)來指定面的某個(gè)選項(xiàng)來指定 “上上 方向方向 (與與 g相反相反) : Drop Test Orient Model下面分別描述了下面分別描述了5個(gè)定位

10、選項(xiàng)個(gè)定位選項(xiàng):1) Dynamic Mode: 在屏幕上旋轉(zhuǎn)模型在屏幕上旋轉(zhuǎn)模型. 屏幕視角方向的上方位被假定為屏幕視角方向的上方位被假定為g的反方向的反方向.2) Input Vector: 在總體笛卡爾坐標(biāo)系指定一個(gè)向上的矢量在總體笛卡爾坐標(biāo)系指定一個(gè)向上的矢量Pick 2 Nodes: 由第一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的方向被假定為上方向由第一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的方向被假定為上方向. 4) Pick 1 Node and CG: 上方向是從物體的重心上方向是從物體的重心(CG)指向所拾取的節(jié)點(diǎn)指向所拾取的節(jié)點(diǎn).5) Rotate about WY: 在改變?nèi)笔〉牡湟暯欠轿粫r(shí)此選項(xiàng)是有用的

11、在改變?nèi)笔〉牡湟暯欠轿粫r(shí)此選項(xiàng)是有用的. WY的方向被的方向被指定為上方向指定為上方向.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 4: 定義定義 g 的大小的大小當(dāng)物體被定位后當(dāng)物體被定位后g的方向被指定的方向被指定. 通過在通過在DTMM 中選擇中選擇Define g 來指來指定定g的大小的大小, 見下面的對話框見下面的對話框. 所選擇的大小必須與在創(chuàng)立模型時(shí)所使所選擇的大小必須與在創(chuàng)立模型時(shí)所使用的單位協(xié)調(diào)用的單位協(xié)調(diào).Drop Test: Def

12、ine g .Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 5: 定義跌落高度定義跌落高度通過從通過從DTMM 中選擇中選擇Drop Height 來定義跌落高度來定義跌落高度. 所定高度的單位必須與所定高度的單位必須與創(chuàng)立模型時(shí)所用單位一致創(chuàng)立模型時(shí)所用單位一致. 高度被定義為從目標(biāo)面上外表的中心沿著高度被定義為從目標(biāo)面上外表的中心沿著WY軸軸(上方向上方向)到用戶選擇的參考點(diǎn)到用戶選擇的參考點(diǎn),此點(diǎn)可能是此點(diǎn)可能是:1. 跌落物體的最低點(diǎn)跌落物體的最低點(diǎn)

13、.2. 物體的重心物體的重心.3. 物體上的所選節(jié)點(diǎn)物體上的所選節(jié)點(diǎn).4. 物體上的指定點(diǎn)物體上的指定點(diǎn)Drop Test: Drop HeightExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 6: 指定求解控制指定求解控制 通過從通過從DTMM 中選擇中選擇Solution Ctrls 來指定求解控制來指定求解控制. 輸入總的求解時(shí)輸入總的求解時(shí)間間,結(jié)果文件結(jié)果文件,時(shí)間歷程輸出間隔和分析起始時(shí)間選項(xiàng)時(shí)間歷程輸出間隔和分析起始時(shí)間選項(xiàng). 當(dāng)使用當(dāng)使用Ne

14、ar Impact Time 作為起始時(shí)間時(shí)作為起始時(shí)間時(shí),分析在碰撞前開始分析在碰撞前開始,節(jié)省計(jì)算時(shí)間節(jié)省計(jì)算時(shí)間.Drop Test: Solution Ctrls.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 6: 指定求解控制指定求解控制在求解控制對話框中在求解控制對話框中,用戶能夠用戶能夠指定節(jié)點(diǎn)以用于后面的時(shí)間歷指定節(jié)點(diǎn)以用于后面的時(shí)間歷程后處理程后處理. 另外另外,離物體重心最離物體重心最近的節(jié)點(diǎn)也能被計(jì)算并被自動(dòng)近的節(jié)點(diǎn)也能被計(jì)算并被自動(dòng)保

15、存以用于后處理保存以用于后處理.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual步驟步驟 7: 求解跌落分析求解跌落分析一旦用戶輸入了所有需要的跌落參數(shù)一旦用戶輸入了所有需要的跌落參數(shù), 通過從通過從DTMM 中選擇中選擇Solve 進(jìn)入求進(jìn)入求解階段解階段. 在選擇在選擇 “Solve后后, 含有輸入數(shù)據(jù)摘要的信息被輸出到屏幕上含有輸入數(shù)據(jù)摘要的信息被輸出到屏幕上,見見下面的對話框下面的對話框. 選擇選擇 OK求解開始求解開始.在跌落根本步驟中沒有包含一些高級選項(xiàng)在跌

16、落根本步驟中沒有包含一些高級選項(xiàng). 在在ANSYS跌落手冊中介紹了它跌落手冊中介紹了它們們. 其它特征包括其它特征包括:1. 修改目標(biāo)特性修改目標(biāo)特性.2. 定義高級接觸參數(shù)定義高級接觸參數(shù).3. 在進(jìn)行跌落分析之前獲得模型的其它信息在進(jìn)行跌落分析之前獲得模型的其它信息.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNATraining Manual另外另外,主菜單中的主菜單中的動(dòng)畫宏也能被使用動(dòng)畫宏也能被使用. 也就是說也就是說,可以使可以使用標(biāo)準(zhǔn)的通用后處用標(biāo)準(zhǔn)的通用后處理圖形顯示理圖形顯示.步驟步驟8: 動(dòng)畫結(jié)果動(dòng)畫結(jié)果動(dòng)態(tài)顯示結(jié)果動(dòng)態(tài)顯示結(jié)果,例如可以從例如可以從DTMM中中選擇選擇Animate Results 來隨時(shí)間動(dòng)來隨時(shí)間動(dòng)畫顯示跌落物體中的畫顯示跌落物體中的MISES應(yīng)力應(yīng)力. 調(diào)用調(diào)用ANDYNA 動(dòng)畫宏的對話框出現(xiàn)動(dòng)畫宏的對話框出現(xiàn), 它與主菜