夹层梁低速冲击下的接触定律分析 (后附CAE模型文件)

yuanxiuliang8

0问题描述

夹层梁底面固定于刚性平面，上表面受冲头作用，如图1所示。夹层梁的材料特性为：面板为各向同性弹塑性材，屈服应力如图2所示；夹芯为泡沫材料，屈服应力如图3所示。面板与夹芯无缺陷粘结，冲头与夹层梁无摩擦接触。

图1夹层梁尺寸

  

图2 面板材料屈服应力-塑性应变实验数据

图3 夹芯材料屈服应力-塑性应变实验数据

夹层梁置于无限大刚性平面上，夹层梁跨中被刚性圆柱形压头准静态压入，压入深度5mm，输出接触力与压陷深度之间关系；

夹层梁置于无限大刚性平面上，夹层梁跨中被质量为0.5kg的冲头分别以速1m/s,3m/s,5m/s进行冲击，输出接触力、冲头的位移时间历程（以图的形式给出），给出三种速度冲击作用下的最大接触力、冲头的最大竖向位移、冲头与夹层梁的接触时间（以表或图的形式给出）。

1分析模型

• 定义模型的几何形状（Part）
     定义两个模型:一个三维、可变形、实体几何模型模拟夹层梁，一个三维、离散刚体、壳模型模拟冲头
• 定义材料、截面属性（Property）
     定义两种材料行为：一种带有塑性变形钢板，一种是可压缩的泡沫
     定义截面
     分配截面
     此外给冲头定义一个质量  
• 定义装配（Assembly）
     加入刚刚创建的两个部件
• 定义分析步（Step）
  在Initial分析步后定义一个Dynamic, Explicit分析步ApplyLoad，分析时间定义10ms
• 定义相互作用（Interaction）
     定义冲头外表面与夹层梁上表面的无摩擦接触
• 定义边界条件、载荷（Load）
     边界条件：固定夹层梁下表面
     载荷：给刚性冲头一个向下的位移载荷，大小为5mm,未避免冲头与夹层梁直接冲击，给位移载荷一个光滑赋值，固定刚性冲头其他方向的自由度，如图：
  
  
  图4 定义模型的边界条件
     对于冲击情况下，给定冲头参考点一个初速度，并释放速度方向上的自由度
• 划分网格（Mesh）
     由于冲头与夹层梁中部接触，我们使用渐变网格将夹层梁中部的网格画的密一点，两段的网格画的稀疏一点，这样可以在保证计算精度的前提下尽可能的减少计算成本。划分的网格如图所示
• 图5 模型的结构离散化
• 定义作业并提交（Job）
  运行分析后进入后处理
  
  

2接触定律

file:///C:/Users/YUANXI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png

图6 接触力与压陷深度之间关系

3底面固定的夹层梁的低速冲击响应

file:///C:/Users/YUANXI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png

图7 不同冲击速度下的接触力时间历程

file:///C:/Users/YUANXI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.png

图8 不同冲击速度下的压陷深度的时间历程

表1 不同冲击速度下的最大接触力、最大压陷深度和接触时间

冲击速度 v(m/s)	1	3	5
最大接触力 P(N)	122.9950	363.3150	763.0650
最大压陷深度 Wa(m)	-0.0026	-0.0101	-0.0165
接触时间 T(s)	0.0096	0.0117	0.0100

chenbo3088

可不可邮箱发一份，打不开啊，chenbo3088@163.com谢谢

yuanxiuliang8

chenbo3088 发表于 2015-11-14 22:59
可不可邮箱发一份，打不开啊，谢谢

这是老早做的了，文件找不到了，但是上面的文件是可以解压的，分卷压缩文件，需要下载上面所有的11个文件，才能解压，祝你成功~

0-2-6

大神，你这些图怎么输出的，可否有参照例子，发一份？十分感谢啊

yuanxiuliang8

0-2-6 发表于 2015-11-16 08:45
大神，你这些图怎么输出的，可否有参照例子，发一份？十分感谢啊

Abaqus/cae 任意界面下操作：File|Print 或者直接按键Ctrl+P,你可以选择打印（包括虚拟打印机），也可以选择保存为文件（格式自己定，可为PNG）。祝成功~

xujiandong

请问怎么输出接触力啊？谢谢

向北航行

xujiandong 发表于 2016-2-18 22:03
请问怎么输出接触力啊？谢谢

接触力需要在历程变量场输出中设置，选择接触条目下的力，还要选择冲击接触的一个面（解析刚体面不能选择出接触力）

xujiandong

向北航行 发表于 2016-6-16 14:33
接触力需要在历程变量场输出中设置，选择接触条目下的力，还要选择冲击接触的一个面（解析刚体面不能选择 ...

已经做出来了，谢谢

2015200255

请问加载的参考点是如何设置的，在模型中没有看到与圆管的耦合关系，如何让参考点和圆管一体呢？万分感谢。

wz3300831

楼主你好，时隔这么久了也不知道你还在论坛不，我有一个问题想请教。
我做的是球-平板的冲击，遇到的问题时输出的球的支反力RF一直是0
我的算例中球是被约束为刚体

然后找到你的这个帖子，下载cae之后计算，发现RF（不是接触力）也是全程为0，这个应该怎么解决呢

Guojj

wz3300831 发表于 2017-4-10 16:36
楼主你好，时隔这么久了也不知道你还在论坛不，我有一个问题想请教。
我做的是球-平板的冲击，遇到的问题时 ...

在历史输出中选择general contact surface，然后选择冲头与板的接触面，输出那个方向的CFN就是球与板之间的接触力，希望对你有帮助

illmd

感谢楼主分享，学习中

yiren

感谢楼主，下载学习下

huangmingdong

请问楼主，冲击能量怎么设置呢？比如我想给冲头2J的能量冲击板，怎么设置2J的能量呢？

utuu

感谢楼主分享，学习中

ruan_ph

感谢lz。学习一下。