1、用CATIA软件创建一个圆形截面直径为50mm长度为550mm的圆柱体三维模型,接着创建一个尺寸为150×150×4mm的长方体。将其进行装配,长方体模拟刚性墙面,圆柱体材料为铸铁。具体catia建模步骤不进行介绍,可根据需要选择建模方法。
2、用HYPER MESH作为前处理器,首先启动HYPER MESH,在图2.1中设置模版类型为ANSYS。
3、将CATIA建立的总装配图导入HYPER MESH,并设置“Model”选项卡如图所示,更改部件名称及颜色结果最终将模型导入HYPER MESH。
4、接着抽取“Wall”部件的中面(详细步骤见下方引用经验),并命名为“Wall midsurface”,并关闭“Wall”的实体显示,结果如图所示。
5、按步骤4引用经验介绍方法用2D网格划分方法划分“Wall midsurface”的网格,并新建“mWall”部件,存放2D网格,结果如图所示。
6、接着通过3D主菜单(图1)中solid map进行“Pillar”部件3D体网格划分,单击“solid map”后弹出界面如图2所示。
7、如步骤6中图2所示,选择“one vo盟敢势袂lume”,设置“quads”(只用六面体网格划分),尺寸为10mm,选择圆柱体,单吁炷纪顼击“mesh”划分完成,单击“return”,新建“mPillar”存放体网格,用同样方法将体网格移入“mPillar”,结果如下图所示。
8、接下来要为各网格部件创建并关联不同的网格类型属性、材料属性、实常数属性等,具体见下方引用经验。
9、以上有限元模型创建完成,需用HYPER MESH导出有限元求解文件,将其导出成“crash.cdb”文件(名称可自己设置)。
10、接下来启动ANSYS Mechanical/LS-DYNA。通过工具菜单File>Read Input from导入“crash.cdb”,通过Plot>Elements显示单元,如图所示。
11、进行碰撞有限元仿真分析,酋篚靶高需要进行显示求解,须将单元类型由隐式转换为显式,通过主菜单路径Preprocessor>Element Type>Switch Elem Type,弹出菜单如图3.2所示,设置如图所示,单击“OK”,转换完成。
12、接下来进行分析类型设置单击主菜单中Preferences,弹出下图所示设置界面,并设置如图所示。
13、接着进行材料属性的补充,通过主菜单路径Preprocessor>Material Props>Material Mod髫潋啜缅els,打开图1设置界面,并为“steel”材料属性添加材料屈服强度及极限强度属性,单击“OK”,“steel”非线性属性定义完成;。为材料“rigid”添加刚体属性,如图2所示,设置如图。
14、接下来进行部件定义,通过主菜单路径Preprocessor>LS-DYNA Options>Parts Options,弹出图3所示对话框,按图设置,单击“OK”,弹出图4所示摘要信息,表明创建了两个部件部件1为“mWall”、部件2为“mPillar”。
15、接下来定义节点集,首先定义“mWall”的节点集,通过工具菜单路径Select>Comp/Assembly>Select Comp/Assembly,如图5所示进行部件选择进行相应设置。具体不进行叙述。接着,用同样方法创建“nPillar”节点集部件,存放“mPillar”部件的节点集,方法同“nWall”的建立过程。接着通过工具单路径Select>Everything选中所有部件,便于以后求解。
16、通过主菜单路径Preprocessor>LS-DYNA Options>Initial Velocity>On Parts>w/Axial Rotate设置图中部件2即“mPillar”部件的初始速度。
17、接着定义接触,通过主菜单路径Preprocessor>LS-DYNA Options>Contact>Define Contact定义接触。
18、最后进行求解时间设置,通过主菜单路径Solution>Time Controls>Solution Time设置求解时间为0.1s。
19、通过主菜单路径Solution>Solve进行求解。
20、可以用下方引用经验所示方法输出每步解的形变或应变图,这里不再进行演示。通过主菜单路径General Postproc>Results Summary查看结果摘要。
21、最后通过工具菜单PlotCtrls>Animate>Over Results,生成仿真动画。