ABAQUS鸟撞分析技术：SPH法应用

今天用ABAQUS中的SPH法对该模型进行模拟分析。

   图1 模型了解
 

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

   图2 ABAQUS有限元分析流程
 

一、前处理

1.1 几何模型的构建

模型在UG中建立，导入ABAQUS中进行分析，并将叶片模型设置为离散刚体。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中创建材料，density参数为9e-10；elastic中，杨氏模量为10000，泊松比为0.3。

1.2.2 截面创建

通过Create Section创建截面类型为solid-homogeneous，选择对应材料，完成创建。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给模型。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中，适当控制网格大小并进行网格划分，得到如下网格模型：

   图3 网格模型
 

1.3.2 单元类型

点击assign element type，对小球单元类型按照图4进行指定。

   图4 网格模型
 

1.3.3 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。

二、求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建Dynamic,Explicit 分析步，求解时间为0.005。

2.2 连接关系的构建

在interaction模块中，通过Create Interaction创建Genetal contact，摩擦系数为0.1，法向参数为硬接触。

通过Special->Inertia，为叶片参考点添加质量属性。

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Velocity/Angular Velocity约束，选择叶片参考点，在UR3方向施加80rad/s的转速，其余方向完全约束。

2.3.2 载荷边界条件

在Load模块中，通过Create Load创建Gravity。

2.3.3 预定义边界条件

在Load模块中，通过Create Predefined Field，选择Velocity，为小球创建初始速度。

切换到Job模块，创建作业并提交求解。

三、后处理

位移动画如下图所示：

GIF

   图5 位移动画（线弹性材料）
 

将鸟体材料替换为水的材料后，位移结果如下图所示

GIF

   图6 位移动画（水材料）

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