这是 ANSYS 工程实战 第 57 篇文章
问题描述:用有限元软件分析冲击问题,一直是很多仿真工程师觉得比较难的,并不是操作难,而是因为计算结果和试验结果差异较大,这里用 ANSYS Workbench 分析冲击问题,大家共同探讨。
1. 模态分析
模拟力学冲击试验使用响应谱分析(Response Spectrum Analysis),进行冲击分析前需进行模态分析,材料的任何非线性将被忽略,模态和响应谱分析的具体设置界面如图 1 。
图 1 模态和冲击互联界面
模型简化:对关键件进行模型简化,如图 2 所示,模型需进行 part 设置。
图 2 简化模型及 part 设置
模型接触设置:模型之间不设置接触,如图 3 所示。
图 3 模型之间不设置接触
模型各部件根据重要情况设置不同的网格大小及组合,网格大小设置,如图 4 所示。
图 4 网格设置
模态结果: 设置固定约束后进行 solve 计算,得到模态结果,一般我们只看前 6 阶模态振型,如图 5 和图 6 显示了前 2 阶振型图 。
图 5 1 阶模态振型
图 6 2 阶模态振型
2. 冲击分析
冲击分析设置采用默认设置,如图 7 ,阻尼不做设置。阻尼大小对冲击分析的结果影响比较小。
图 7 冲击设置
点击工具栏 RS Base Excitation 选择 RS Acceleration ,双击选择固定约束,方向选择 Y (X 或 Z),输入频率和冲击谱,其他方向设置方法相同,如图 8 。
图 8 冲击谱设置
得到 Y 向冲击情况下整个结构的应力情况,如图 9,最高应力发生在内部结构的阴极支撑结构上,最大应力 1051MPa ,应力比较大(X 方向最小,Z 方向更大)。
图 9 Y 向冲击下结构应力
应力最大关键件的应力云图如图 11。
图 11 Y 冲击下关键件的应力
补充说明:
冲击分析一直是分析中比较难的,而且冲击计算出的结果比较大,要分析仿真计算结果值是因为应力奇异,还是实际结果就是大。
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