子弹冲击刚性壁-例题ansys

1、2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-1在这个实例分析中，你将进行一个子弹冲击刚性壁的非线在这个实例分析中，你将进行一个子弹冲击刚性壁的非线性分析。性分析。问题描述问题描述 一个子弹以给定的速度射向壁面。壁面假定是刚性的和无一个子弹以给定的速度射向壁面。壁面假定是刚性的和无摩擦的。将研究子弹和壁面接触后达摩擦的。将研究子弹和壁面接触后达80微秒长的现象。微秒长的现象。目的是确定子弹的整个变形，速度历程，以及最大等效目的是确定子弹的整个变形，速度历程，以及最大等效Von Mises应变。求解使用应变。求解

2、使用SI单位。单位。用轴对称单元模拟棒。求解最好能通过单一载荷步实现。用轴对称单元模拟棒。求解最好能通过单一载荷步实现。在这个载荷步中，将同时施加初始速度和约束。将圆柱在这个载荷步中，将同时施加初始速度和约束。将圆柱体末端的节点体末端的节点Y方向约束住以模拟一固壁面。打开自动方向约束住以模拟一固壁面。打开自动时间分步来允许时间分步来允许ANSYS确定时间步长。定义分析结束的确定时间步长。定义分析结束的时间为时间为8E-5秒，以确保有足够长的时间来扑捉整个变形秒，以确保有足够长的时间来扑捉整个变形过程。过程。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV

3、 By: Haich Gao (011001)Intro-2问题详细说明问题详细说明下列材料性质应用于这个问题：下列材料性质应用于这个问题：EX=117.0E09 (杨氏模量）杨氏模量）DENS=8930.0 （密度）（密度）NUXY=0.35（泊松比）（泊松比）Yield Strength=400.0OE06（屈服强度）（屈服强度）Tangent Modulus （剪切模量）（剪切模量）下列尺寸应用于这个问题：下列尺寸应用于这个问题：长长=32.4E-3m直径直径=6.4E-3m对于这个问题的初始速度是对于这个问题的初始速度是227.0。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程

4、 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-3图图110 铜圆柱体图解铜圆柱体图解 2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-4求解步骤：求解步骤：步骤一：设置分析标题步骤一：设置分析标题1、选择菜单路径：、选择菜单路径：Utility MennFileChangeTitle。2、键入文字、键入文字“Coppery Cylinder Impacting a Rigid Wall”3、单击、单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本

5、5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-5步骤二：定义单元类型步骤二：定义单元类型1、选择菜单路径、选择菜单路径Mail MenuPreprocessorElement TypeAll/Edit/Delete。2、单击、单击Add。Library of Element Types(单元类型库）对话单元类型库）对话框出现。框出现。3、在靠近左边的列表中，单击、在靠近左边的列表中，单击“Visio Solid”可见度可见度。4、选靠近右边的列表中，单击、选靠近右边的列表中，单击“4node Plas 106”。5、单击、单击OK。Library of E

6、lement Types 对话框关闭。对话框关闭。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-6步骤二：定义单元类型步骤二：定义单元类型6、单击、单击Options (选项）。选项）。VISCO106 element type Options (visco106单元类型选项）对话框出现。单元类型选项）对话框出现。7、在关于、在关于element behavior（单元特（单元特性性 ）的卷动柜中，卷动到）的卷动柜中，卷动到“Axisymmetric” 且选中它。且选中它。8、单击、单击OK。9

7、、单击、单击Element Types (单元类型）对话框中的单元类型）对话框中的Close。2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-7步骤三：定义材料性质步骤三：定义材料性质1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocessorMaterial Props -Constant-Isotropic 。出现。出现Isotropic Material Properties对话框。对话框。2、对杨氏模量（、对杨氏模量（EX）键入）键入117.0E093、对泊松比（、对泊松比（NUXY）键入）键

8、入0.35。4、单击、单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-8步骤三：定义材料性质步骤三：定义材料性质5、对泊松比（、对泊松比（NUXY）键入）键入0.35。6、单击、单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-9步骤四：定义双线性各向同性步骤四：定义双线性各向同性强强化数据化数据表表 （BISO）1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocesso

9、rMaterial PropsData TablesDefine/Activate . Define/Activate Data Table(定义数据表）对话柜出现。定义数据表）对话柜出现。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-10步骤四：定义双线性各向同性步骤四：定义双线性各向同性强强化数据化数据表表 （BISO）2、在关于、在关于type of data table(数据表类型）的卷动框中，卷动数据表类型）的卷动框中，卷动到到“Bilin isotr BISO”且选中它。且选中它。3

10、、对、对material reference number(材料参考号）健入材料参考号）健入1。4、对、对number of temperatures(温度数）键入温度数）键入1和单击和单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-11步骤四：定义双线性各向同性步骤四：定义双线性各向同性强强化数据化数据表表 （BISO）5、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocessorMaterial PropsData TablesEdit Active. Data Table

11、 BISO对话框对话框出现。出现。6、对、对YLD Strs(屈服应力）键入屈服应力）键入400.0e06。7、对、对 Tang Mod(剪切模量）键入剪切模量）键入100.0e06。8、选择、选择FileApply & Quit。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-12步骤四：定义双线性各向同性步骤四：定义双线性各向同性强强化数据化数据表表 （BISO）9、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprosessorMaterial Porps Data Tables

12、 Graph. Graph Data Tables(图形表示数据图形表示数据表）对话框出现。表）对话框出现。10、单击、单击OK接受绘制接受绘制BISO表的缺省。一个表的缺省。一个BISO表的标绘表的标绘图出现在图出现在ANSYS图形窗口中。图形窗口中。11、在、在ANSYS TooLbar上单击上单击SAVE_DB。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-13步骤五、产生矩形步骤五、产生矩形 在这一步中，你产生一个代表柱体半横截面积的矩形。在这一步中，你产生一个代表柱体半横截面积的矩形。

13、1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Area-RectangleBy Dimensions. Create Rectanyle by Dimensions(依据尺寸产生矩形）对话框出依据尺寸产生矩形）对话框出现。现。2、对、对X_坐标键入坐标键入0，.0032。3、对、对Y_坐标键入坐标键入0，.0324然后单击然后单击OK。一个矩形出现在。一个矩形出现在ANSYS图形窗口中。图形窗口中。4、选择菜单路径、选择菜单路径Utility MenuPlotlines.Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5

14、.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-14步骤六：设置单元尺寸步骤六：设置单元尺寸1选择菜单路径选择菜单路径Main MenuPreprocessor-Meshing-Shape&Size-Lines-Picked Lines. Element Size On Picked Lines(关于挑选出的线的单元尺寸）选择菜单出关于挑选出的线的单元尺寸）选择菜单出现。现。2、在长线中的一条上单击一次然后单击、在长线中的一条上单击一次然后单击OK。Element Sizes on Picked Lines 对话框出现。对话框出现。3、对、对numbe

15、r of element divisions（单元划分的数目）键入（单元划分的数目）键入20然后单击然后单击OK。4、重复步骤、重复步骤1和和2，但这次选择短线中的一条。，但这次选择短线中的一条。5、对、对number of element divisions键入键入4然后单击然后单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-15步骤七：设置网格单元形状且对矩形划分网格步骤七：设置网格单元形状且对矩形划分网格1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocessor-Me

16、sh Tool2、选择、选择“quad”和和“Map”，然后单击然后单击“Mesh”3、在拾取菜单出现后，选择面，然后单击在拾取菜单出现后，选择面，然后单击“OK”4、在、在ANSYS Toolbar上单击上单击SAVE_DB。5、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuPreprocessor-Meshing-Mesh-Area-Mapped3 or 4 Sided. Mesh Areas(对面积对面积划分网格）选择菜单出现。划分网格）选择菜单出现。6、单击、单击Pick All。7、单击、单击ANSYS Toolbar上的上的SAVE_DB。Exercise2001年10月1日ANSY

17、S培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-16步骤八：定义分析类型和选项步骤八：定义分析类型和选项1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis.2、单击、单击“Transient”来选中它然后单击来选中它然后单击OK。3、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolutionAnalysis Options.Transient Analysis（瞬态过程分析）对话框出现。（瞬态过程分析）对话框出现。4、单击、单击OK接受完全求解方法的缺省。接受完全求解方法

18、的缺省。Full Transient Analysis对话框出现。对话框出现。5、单击、单击Large deform effects option(大变型效应选项）使之大变型效应选项）使之为为ON（开）状态然后单击（开）状态然后单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-17步骤九：定义弹的初始速度步骤九：定义弹的初始速度1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolution-Loads-ApplyInitial ConditnDefine. Define Initial

19、Condition(定义初始条件）选择菜单出现。定义初始条件）选择菜单出现。2、单击、单击Pick All. Define Initial Conditions 对话框出现。对话框出现。3、在关于、在关于DOF to be Specified(要被指定的要被指定的DOF）的卷动框）的卷动框中，卷动到中，卷动到“UY”且选中它。且选中它。4、对、对initial velocity(初始速度）键入初始速度）键入227然后单击然后单击OK。5、单击、单击ANSYS Toolbar上的上的SAVE_DB。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By:

20、Haich Gao (011001)Intro-18步骤十：施加约束步骤十：施加约束1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolution-Loads-Apply-Structural-Displacement On Nodes.Apply。U,ROT on Nodes选择菜单出现。选择菜单出现。2、单击、单击Pick All.， Apply U, ROT on Nodes 对话框出现。对话框出现。3、对于、对于DOFs to be Constrained (要被约束的要被约束的DOFs）单击）单击“UY”，然后单击，然后单击Apply.4、在选择菜单中，单击、在选择菜单中，单击“B

21、OX”作为选择方法。作为选择方法。5、当你拖鼠标沿、当你拖鼠标沿X=0.1的结点周围（沿矩形左边的第一个的结点周围（沿矩形左边的第一个结点集）形成一个矩形柜时要按下且保持鼠标左键。结点集）形成一个矩形柜时要按下且保持鼠标左键。6、单击、单击Apply.Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-197、在对话框中，对于、在对话框中，对于DOFs to be constrained单击单击“UX”。你需要单击你需要单击“UY”一次一次以以去除它。去除它。8、单击、单击Apply.9、在选择菜单中

22、，单击、在选择菜单中，单击“BOX”选择方法。选择方法。10、当你拖、当你拖 鼠标沿鼠标沿Y=O的结点周围（沿矩形底边的第一个的结点周围（沿矩形底边的第一个结点集）形成一个矩形框时按下且保鼠标左键。结点集）形成一个矩形框时按下且保鼠标左键。11、单击、单击OK。12、在对话框中，单击、在对话框中，单击“UY”来选中它，你需要单击来选中它，你需要单击“UX”仅一次来淘汰它。仅一次来淘汰它。13、单击、单击OK。现在在。现在在ANSYS图形窗口中位移符号沿矩形的图形窗口中位移符号沿矩形的左边和底边产生。左边和底边产生。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU

23、MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-20步骤十一：设置载荷步选项步骤十一：设置载荷步选项1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolution-Load Step Options-Time/Frequenc time&Time Step. Time&Time Step Option(时间和时间步选项）对话框出现。时间和时间步选项）对话框出现。2、对、对time at end of Load Step(载荷步终止时间）键入载荷步终止时间）键入8e-5。3、对、对time step size (时间步长）键入时间步长）键入4.4e-7。4、单

24、击、单击“Stepped”来选中它。来选中它。5、单击、单击automatic time stepping option（自动时间分步选项）（自动时间分步选项）使之为使之为ON（开）状态然后单击（开）状态然后单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-216、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSolution-Load Step Options-Output Ctrls DB/Results File。Controls for Database and Results Fi

25、le Writing (对数据库和结果文件写入的控对数据库和结果文件写入的控制）对话框出现。制）对话框出现。7、单击、单击“Every Nth substep”（“每隔每隔N个子步个子步”）且选中）且选中它。它。8、对于、对于Value of N (N的值）键入的值）键入4然后单击然后单击OK。9、单击、单击ANSTS Toolbar上的上的SAVE_DB。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-22步骤十二：求解问题步骤十二：求解问题1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuSol

26、ution-Solve-Current LS。2、检阅状态窗口中的信息然后单击、检阅状态窗口中的信息然后单击close。3、单击、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框求解当前载荷步）对话框中的中的OK开始求解。开始求解。4、当求解完成时单击、当求解完成时单击close。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-23步骤十三：确定柱体的应变步骤十三：确定柱体的应变1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuGeneral Pestpro-Read Re

27、sults-Last Set。2、选择菜单路径、选择菜单路径Utitlity MenuParamentersStalar Paramenters。3、在选择框中键入、在选择框中键入TOP_NODE26。4、单击、单击Accept, 然后单击然后单击close。5、选择菜单路径、选择菜单路径Utility MenuParamentersGet Scalar Data.6、在靠近在边的框中，单击、在靠近在边的框中，单击“Results data”。7、在靠近右边的框中，单击、在靠近右边的框中，单击“Nodal results”然而后单击然而后单击OK。Get Nodal Results Data(

28、获取结点结果数据）对话获取结点结果数据）对话框出现。框出现。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-248、对于、对于name of parameter to be defsned(要定义的参数名）要定义的参数名）键入键入DEFORM。9、对于、对于Node number N (结点号结点号N）键入）键入TOP_NODE。10、在靠近右边的卷动框中，单击、在靠近右边的卷动框中，单击“UY”，然后单击，然后单击OK。11、选择菜单路径、选择菜单路径Utility MenuListOtherP

29、aramenters.12、检阅状态窗口中的信息，弹的长度上的变化基准、检阅状态窗口中的信息，弹的长度上的变化基准（DEFORM）是）是-1.111117338E-02。13、单击、单击close。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-25步骤十四：用图形表示已变形的形状和绘制等效总应变的步骤十四：用图形表示已变形的形状和绘制等效总应变的等值线。等值线。1、选择菜单路径、选择菜单路径Utility Menu Plotctrls Style Displacement Scaling. Di

30、splacement。 Display Scaling (位移显示比例）对话框出现。位移显示比例）对话框出现。2、单击、单击1.0（true stale)来选中它然后单击来选中它然后单击OK。3、在、在ANSYS输入窗口中，键入输入窗口中，键入D2SCALE，1，1然后按然后按ENTER键。键。4、选择菜单路径、选择菜单路径Main MennGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape. Plot Deformed Shape(图示已图示已变形的形状）对话框出现。变形的形状）对话框出现。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5

31、 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-265、单击、单击“Def+undef edge”以选中它然后单击以选中它然后单击OK。6、 选择菜单路径选择菜单路径Main MenuGeneral PostprocPlot Results-Contour Plot-Nodal Solu. Contour Nodal Solution Data(绘制结点解数据的等值线出现）。绘制结点解数据的等值线出现）。7、在靠近左边的框中，单击、在靠近左边的框中，单击“Strain-total”。8、在靠近右边的框中，卷动到、在靠近右边的框中，卷动到“Von Mises EPT

32、OEQV”然然后选中它。后选中它。9、单击、单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-27步骤十五：进入步骤十五：进入POST26然后定义一个变量。然后定义一个变量。 在这一步中，你进入时间一历程后处理器然后定义一个在这一步中，你进入时间一历程后处理器然后定义一个变量来存储沿弹顶边的一个结点的变形。变量来存储沿弹顶边的一个结点的变形。1、 选择菜单路径选择菜单路径Main MenuTime Hist PostprocDefine Variables. Defined。Time-Hi

33、story Variables(定义时间一定义时间一历程变量）对话框出现。历程变量）对话框出现。2、单击、单击Add.Add Time-History Variable （添加时间添加时间历程历程变量）对话框出现。变量）对话框出现。3、单击、单击OK 以接受结点的以接受结点的DOF结果的缺省。结果的缺省。Define Nodal Data(定义结点数据）对话框出现。定义结点数据）对话框出现。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-284、对、对reference number of rar

34、iable(变量的参考号）键入变量的参考号）键入2。5、对、对node number （结点号）键入（结点号）键入TOP_NODE。6、对、对user-specified lobel(用户指定的标签）键入用户指定的标签）键入DISPLACE。7、对于、对于Item, Comp Data项目单击项目单击“UY”。8、单击、单击OK，然后单击，然后单击close。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-29步骤十六：计算步骤十六：计算结点结点TOPNODE处随时间变化的速度且用图表示处随时间变

35、化的速度且用图表示。 1、选择菜单路径、选择菜单路径Main MenuTiome Hist PostproMath Operations Derivative. Derivative of Time-History Variables (时间时间历程变量的从变量）对话框出现。历程变量的从变量）对话框出现。2、对、对reference number for result (结果的参考号）键入结果的参考号）键入3。3、对第一个变量键入对第一个变量键入2、对第二个变量、对第二个变量3键入键入1。4、对、对user-specified label(用户指定的标签）键入用户指定的标签）键入VELOCIT

36、Y，然，然后单击后单击OK。5、选择菜单路径、选择菜单路径Utility MenuPlot(StyleGraphs.Graph Controls (图形控制）对话框出现。图形控制）对话框出现。6、对、对Y_axis Label键入键入VELOCITY然后单击然后单击OK。7、 选择菜单路径选择菜单路径Main MenuTime Hist PostproGraph Variables. Graph Time-History Variables(图形表示时间图形表示时间历程变量）对话历程变量）对话框出现。框出现。8、对于、对于1st variable to graph 键入了然后单击键入了然后单击

37、OK。图形出现在。图形出现在ANSYS图形窗口中。图形窗口中。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-30步骤十七：退出步骤十七：退出ANSYS1、从、从ANSYS Toolbar 选择选择QUIT。2、单击你想要的存储选项，然后单击、单击你想要的存储选项，然后单击OK。Exercise2001年10月1日ANSYS培训教程 版本 5.5 XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)Intro-31fini/cle/title,copper cylinder impacting a rigid wall/prep7et,1,visco106keyopt,1,3,1mp,ex,1,117e9mp,dens,1,8930mp,nuxy,1,0.35tb,biso,1,1,0tbmodif,2,1,4e8tbmodif,3,1,1e8tbplot,biso,1rectng,0,0.0032,0,0.0324lesize,2,20,1lesize,1,4,1mshape,0,2dmshkey,1amesh,1非线性静态实例分析（命令或批处理方式）非线性静态实例分析（命令或批处理方式）你可