ANSYS显示动力学分析实例

在仿真过程中遇到瞬态大变形，材料破坏失效等情况下可以借助ANSYS 的显示动力学分析来解决。ANSYS显示动力学模块包括三种：Explicit Dynamics、ANSYS AUTODYN、ANSYS LS-DYNA。

本期通过一个实例来简单介绍下这三个模块的具体操作。

实例问题描述：一个金属圆柱体快速穿透金属板。求解穿透过程中的最大应力和穿透方向的变形。通过用不同仿真模块计算并比较仿真结果。

分析流程图如下。其中A、B、C分别对应上面提到的三个模块。 这三个模块建立了数据共享，可避免重复的前处理操作，便于提高仿真效率。

分析树如下：

1.Explicit Dynamics

材料添加和几何建模略过...

加载情况：固定约束金属板八条边、金属圆柱体运动速度300m/s。

注意分析设置Analysis setting 中的最大循环次数Maximum number of cycle和结束时间End Time应设置合理，不宜过大。过大容易导致计算时间过长。

等效应力和变形求解结果如下图：

最大等效应力为4.9e8，Z轴方向的最大变形为20.52m。

2.AUTODYN

ANSYS AUTODYN软件它有不同于Explicit Dynamics的交互式图形界面。如下图所示主界面。

在AUTODYN软件中不需要再做其他前处理了！因为已经和Explicit Dynamics建立数据共享，只需要你轻轻点击RUN即可！这就是流程式分析的优点，大大的减少了工作量。

下面是后处理：求取应力数据。按照图中步骤1.选择绘制云图类型contour 2.调出绘图变量contour variable 对话框 3.点击对于变量  4.勾选。求取变形云图同理。

仿真结果截图如下：

最大等效应力为3.8e8，Z轴方向的最大变形为19.88m。

用两个模块分析比较来看，等效应力相差稍微较大，而变形相差很小。

3.ANSYS LS-DYNA

总体上说，用该模块仿真操作过程分为三步：

（1）在 Explicit Dynamic(LS-DYNA Export)中前处理为LS-DYNA生成准备输入的文件*.k。

（2）使用ANSYS APDL PRODUCT LANCHER来调用LS-DYNA求解器并输入*.k文件路径求解。（注意*.k文件路径不能有中文字符）

     （3）使用LS-PREPOST进行后处理。（LS-PREPOST后处理程序一般在aANSYS Inc/v16.0/ansys/bin/win64下）

      由于笔者的安装路径下没有该后处理程序这里就不演示该方法的分析过程了，请大家自行查阅参考资料。