ABAQUS显式动力学分析实例:小球跌落

在有限元分析中,动力学分析可以分为显式动力学分析与隐式动力学分析,今天以小球跌落的小案例来给大家介绍一下ABAQUS显式动力学分析的相关流程。


   图1 模型了解
 

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程:

图片


   图2 ABAQUS有限元分析流程
 

一、前处理

1.1 几何模型的构建

左侧模型树当中,右击part导入stp格式几何模型。

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,定义elastic参数,杨氏模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3;再定义Density参数,密度为7850kg/m3。

1.2.2 截面定义

通过Create Section创建Shell,Homogeneous截面,壳厚度为0.001。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中,划分网格,得到如下所示网格模型。


   图3 网格模型
 

1.3.2 单元类型

单元类型保持默认。

1.3.3 装配

在Assembly模块中,通过Create Instance进行装配,如图1所示。


二、求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步;时长设置为0.005s,打开几何非线性开关。

2.2 连接关系的构建

通过Create Interaction Property创建接触属性,切向行为选择无摩擦,法向行为选择硬接触。

通过Create Interaction创建接触,主面选择地面上表面,从面选择小球外表面。

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Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束,选择地面四边,施加Encastre约束。

通过Create Boundary Condition创建Displacement/Rotation约束,约束小球U1、U3~UR3自由度。

2.3.2 载荷边界条件

通过Create Predifined field在initial分析步对小球创建V2方向初速度,大小为-55。

得到的载荷约束如下图所示。

图片


   图4 载荷约束
 

在Job模块中,创建相应作业并提交求解分析。


三、后处理

3.1 位移云图

GIF


   图5 位移云图
 

3.2 应力云图

GIF图片


   图6

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