基于ANSYS-WORKBENCH的结构物跌落分析.docx

【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JOHNSONCOOK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《ANSYS13.0WORKBENCH数值模拟技术》，2012年）

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【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。

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【求解过程】

1.打开ANSYSWORKBENCH14.5

2.创建显式动力学分析系统。

3.设置材料模型。

双击engineeringdata单元格，设置材料属性

对于默认的结构钢材料，加入JOHNSONCOOKstrength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。