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管道被横向撞击时怎么变形？LS-DYNA仿真过程演示

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一、题目

一根直径为0.8m的圆管，两端固定。圆管的长度为2m，壁厚0.01m。一个边长为0.3m的立方体，以10m/s的速度撞击圆管的中部，圆管与立方体材料相同，且都为双线性材料，其杨氏模量为E=2.1e11Pa，切线模量Etan=2e9Pa,泊松比λ=0.3，密度ρ=7.85e3m3/kg，屈服应力σY=2e8Pa.

模型示意图

二、建模过程

①设置单元

单元类型

重物用实体单元建模，管道用shell163单元建模。

②定义材料

材料属性

材料参数

定义两种双线性的材料，材料1和2的各项参数均如上所示。

③建立几何模型

通过建立体的方式建立一个块体，这个块体就是用来撞击管单元的。

用于撞击的块体参数

接下来建立的是管单元部分的模型，为了便于精化网格，把管单元建成四段，先建立一段剩下的通过拷贝的方式进行建立。

1/4圆筒参数

建完之后删除体（只删除体），删除前后两个圆面（只删除面），再通过拷贝的方式把4段截面全部拷贝出来，完成建模。

通过glue命令把4段圆筒胶合在一起

实常数设置，用来设置管单元的壁厚。

设置实常数控制圆筒壁厚

④划分网格

（1）依次选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attributes，弹出划分单元“Meshing Attributes”窗口在“Element type number” 后选择“LSQLID164"在“Material number”后选择“1”，然后单击“OK”按钮。（2）依次选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrl>Manual Size>Line>ALL Lines，弹出“Element Sizes on All Selected Lines”窗口，在“Element edge length”后的框中输入“0.03”，然后单击“OK”按钮。

（3）依次选择 MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Mapped>4 to.6 sided弹出“Mesh Volumes”窗口，单击“pick All”按完成方块的网格

(4)依次选择 Utility Menu>Plot>Areas，显示出所有的面。再选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs ，弹出“ Meshing Attributes ”窗口，“Element type number”后的方框中选择“2 SHELL163，在“Material number”后的方框选择“2”，在“Realconstant set number”后的方框中选择“1”，然后单击“OK”按钮。

(5)依次选择 Main Menu>Preprocessor>MeshingMesh>Areas>Free，弹出“Mesh Area窗口，单击选中圆筒上的所有弧面，然后单击“OK”按钮，划分好的网格见图3-180。

(6)依次选择 Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Modify Mesh>Areas，弹“Refine mes..”窗口，单击选中圆筒上离方块最近的两个弧面，然后“OK”按钮。