ANSYS WORKBENCH 联合 LS-DYNA仿真教程(一)

一、软件准备与介绍

1.Workbench简介

ANSYS WorkbenchANSYS公司提出的新一代协同仿真环境,解决产品研发过程中CAE软件的异构问题。在Workbench中,仿真项目(Projects)中的各项任务以互相连接的图形化方式清晰的表达出来,让我们非常容易理解项目的工程意图、输入输出关系、分析过程的状态等。工具箱( Toolbox)中的分析系统( Analysis Systems)部分,包含了各种已预置好的分析类型、每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程(如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程),按其顺序一步一步往下执行即可完成相关的分析任务。

2.LS-DYNA 简介

LS-DYNA是目前公认的最优秀的显性动力分析有限元软件,该软件适合求解结构的非线性高速碰撞、爆炸等动态冲击问题。LS-DYNA程序可以高效地处理几何非线性、材料非线性、及接触非线性。该程序使用Lagrange算法进行显示结构动力分析,程序也兼有ALEEuler算法、隐式分析功能、热分析和流体-固体耦合分析功能、静力分析功能。LS-DYNA程序具有丰富的材料库、接触算法,可以满足大量科学与工程仿真分析的需要。目前LS-DYNA软件广泛应用于工程领域

3.LS-prepost 简介

LS-PrePostLS-DYNA定制的前后处理软件,支持ls-dyna的全部关键字。对命令流的处理有极大的简化。

4.辅助计算软件:LS-DYNA Program Manager

LS-dyna的独立计算软件,用来计算超大型的仿真,ansys自带的LS-DYNA SOLVER 在计算大型模型的分析时经常会出现莫名其妙的错误。用该软件可避免出现这一现象。


二、简单算例入门


  本案例模拟两杆碰撞问题,这是一个典型的LS-DYNA问题,在各种LS-DYNA教程中均有,但是dyna的操作界面很不人性化,采用workbench中的显示动力学分析模块ExplicitDynamics(LS-DYNA EXPORT)对模型进行前处理。


1.建模

本人不用ansys自带的任何建模模块,所有模型均在Creo中建立,省时省力。几何模型如下图,粗杆边长120mm, 细杆边长100mm,间距5mm        

2.png

图1 几何模型

 

2.模型导入workbench中,进行前处理

划分网格,对于这种拉伸出来的简单模型,可以采用sweep方式来进行网格划分,对于碰撞模型来说。两者的网格大小不能相同,否则在计算时会出错。

添加初始条件:用initialconditions 或者support 里面的velocity定义均可,这里提示一下初始条件可定义直线速度和角速度,support里可以定义约束。

3.png

图2 边界条件

   设置完毕后定义一下分析的设置,包括计算时间、单位制、计算的时间步等。计算完毕后solve一下。

4.png

图3 分析设置

  所有项目前面都打上勾了之后就可以保存这个project进行下一步的处理了。


3.K文件导入LSprepost里进行进一步的处理

        K文件位置:XXXX_files\dp0\SYS\MECH 内。LSpp里能干的活就很多了,可以完整的定义所有LSdyna的命令流。命令流的关键字如下,这里我只做材料的改动,材料的关键字是:MAT_XXXXXXXlspp中的材料定义较workbench或者lsdyna中的定义有很多优势,材料全面,参数设置方便,还有参数的说明。

        这里因为两个杆,就定义两个材料,第一个是弹性材料,MAT_ELASTIC,材料参数为一般的钢材参数:密度7850KG/M3 杨氏模量2×1011N/m2 泊松比0.3,注意单位,由于使用的是M.KG.S制单位,在各种材料的参数中要与之对应。

        第二个材料是塑性材料,MAT_PLASTIC_KINEMATIC,材料参数为泡沫材料,密度25 KG/M3 ,杨氏模量2.875×106N/m2 屈服强度123.9×103Pa。

        将材料分别赋给杆一和杆二,至此前处理完毕。接下来导入LS-DYNA Program Manager中进行计算。


计算结果


5.gif

 图4 碰撞动图 

       可以看见应力波在杆内的传播。有了这个基础我们就可以做一些有意思的仿真了,比如跌落仿真,只是在这个基础上加一个重力约束就行。简单做了一个球和圆柱跌落弹起的仿真。通过这种方法可以做手机壳、玻璃等跌落仿真实验。

6.gif

图5 跌落动图

LS-DYNAANSYS

ANSYS WORKBENCH 联合 LS-DYNA仿真教程(一)的评论2条

  • liu2006
    0
    请问材料是怎么设置的?
  • 程程_5700
    0
    你好,我想问一下,静力学分子后带有的不均匀的应力可以导入到dyna吗,动态松弛可以吗?

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