cup drop 跌落分析

workbench Ls-dyna跌落分析

      跌落分析是产品分析中经常遇到的一种分析，跌落分析需要显示动力学的方法来计算，最常用的软件就是ls-dyna，但是其前处理较为繁琐。自从ANSYS Workbench从18版集成了ls-dyna之后，可以让熟悉workbench软件操作界面的从业者对于显示动力学分析使用的更加方便，使ANSYS爱好者更加灵活的模拟跌落分析、大变形或显示动力学相关的实例，另外对于专业的ls-dyna从业者也可以进行模型的前处理和部分边界条件的设置，极大的方便了操作过程（公众号：CAE_ANSYS）。

     本实例以一个cup为例，介绍了在workbench中如何使用Ls-dyan仿真产品的跌落现象，通过本实例，您将了解到以下内容：

1产品模型的建立方法和流程

2通过跌落分析向导设置跌落分析相关的参数

3理解跌落分析的基本流程

4求解查看后处理结果

 仿真过程

1.问题描述

cup在一定的高度下落，撞击地面，引起cup的碎裂。建立模型如图所示

2.仿真分析

产品在碰撞之前有一定的动能，因此需要考虑碰撞地面之前的速度，物体满足自由落体运动，获取碰撞之前的速度，输入初始速度，如图所示

 

3.仿真设置

     按照跌落的向导功能输入产品的姿态角度和跌落高度，自动的软件会旋转坐标系，使产品获取碰撞之前的跌落角度，自动的输入了初始速度，当然这些条件可以自行输入不需要通过向导完成，需要注意的是，这个跌落需要考虑模型建立时候的姿态。

      另外产品的材料性能需要考虑准确，因为根据动量定理Ft=MV，当1kg的物体碰撞地面为1m/s的速度，如果碰撞时间为1ms，则碰撞力为1000N，所以这个值是比较大的，相应的塑料或刚性产品一般会超过碰撞点的屈服破坏，所以材料设置的本构模型是结果的关键因素之一。

设置向导如图所示。

 

4.求解，查看结果

输入分析时间，一般碰撞时间都是毫秒级别的，所以建议碰撞时间输入不要过大，否则计算时间过长，求解完毕之后通过跌落分析可以看到产品的碰撞变形量和应力值以及应变

更改为塑性材料查看其破碎过程，可见其并没有显著破碎，所以材料对其结果有显著的影响

另外通过能量查看其沙漏量是否满足要求 

本例主要为workbench中Ls-dyna的基础应用，适用于初学者，或者对ANSYS有一定经验的使用者，该实例可以推广到汽车碰撞，飞机碰撞、跌落分析等（公众号：CAE_ANSYS）

以下为计算模型，请自行下载