AUTODYN练习2_2D_破片冲击 (Workbench版)

1、WS 2-1ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665练习练习22D-破片冲击破片冲击 (Workbench) ANSYS AUTODYNWorkshop 1. 2D Fragment ImpactWS 1-2ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual练习的目的和步骤练习的

2、目的和步骤 目的目的: 对包含多种物质的圆柱对包含多种物质的圆柱型破片冲击平板进行型破片冲击平板进行分析分析步骤步骤:启动启动 AUTODYN 设置问题类型为设置问题类型为2D 轴对轴对称并进行前处理称并进行前处理求解求解查看结果查看结果制作动画制作动画Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-3ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第一步第一步 启动启动 Workbe

3、nch启动启动 ANSYS Workbench ，后面的操作步骤中用下面的缩写，后面的操作步骤中用下面的缩写: DC = 鼠标左键双击鼠标左键双击 SC = 鼠标左键单击鼠标左键单击 RMB = 右键选择右键选择 D&D = 拖放拖放 = 左键选择、拖动、放置左键选择、拖动、放置 (例如例如, 拷贝或移动拷贝或移动) 这个练习所提供的步骤并不是唯一的这个练习所提供的步骤并不是唯一的, 你可以自由地通过文你可以自由地通过文档或自己的理解去完成档或自己的理解去完成 这个练习会尽可能使用这个练习会尽可能使用RMB 去访问大纲中的项目去访问大纲中的项目 这些选项经常能够通过这些选项经常能够通过

4、 “Context” 工具条进行访问工具条进行访问 有时这些选项能够通过视图区域的有时这些选项能够通过视图区域的 RMB 进行选择进行选择Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-4ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual2. 打开打开Beta 选项通过选项通过Tools Options Appearance (在在 V12.0中中2D 显式显式动力学是一个动力学是一个

5、Beta选项选项)第二步第二步 激活激活 Beta 选项选项Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-5ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual3.1 创建一个创建一个 显式动力学显式动力学(ANSYS) 工程工程3.2 右键选择右键选择 Geometry 定义特征并设置分析类型为定义特征并设置分析类型为 2D (beta 选项选项)第三步第三步 开始一个开始一个 2D

6、显式动力学显式动力学 (ANSYS)工程工程DCRMBWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-6ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第四步第四步 指定工程单位制指定工程单位制4.a 从下拉单位菜单中选择从下拉单位菜单中选择 MKS 作为工作为工程单位制程单位制4.b 要求要求Workbench本地变量均是在选本地变量均是在选择的工程单位制下的值择的工程单位制下的值注

7、注: 工程数据是工程数据是 Workbench内部数据内部数据, DesignModeler 和和Mechanical目目前还前还不是不是 (以后会是以后会是). 因此因此, 必须需不断检查数据，使单位制匹配必须需不断检查数据，使单位制匹配.Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-7ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第五步第五步 定义工程数据材料定义工程数据材料5

8、.a 编辑编辑 Engineering Data 部分，部分， 选择预先定选择预先定义好的材料模型义好的材料模型 从一个预先定义好的材料库从一个预先定义好的材料库当中当中5.b 选择显式材料库选择显式材料库. 这个材料库中的材料已经这个材料库中的材料已经定义好了显式分析所需的物理特性值定义好了显式分析所需的物理特性值DCSCWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-8ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002

9、665Training Manual第五步第五步 定义工程数据材料定义工程数据材料 .5.c 选择选择 “+” 号号 在在AL 7039 材料模型材料模型 的右的右边，并加它到边，并加它到 材料数材料数据库据库5.d 同样地同样地, 选择选择 “+” 号号在在Copper, Steel 1006 和和Tantalum 材材料的右边料的右边. 如果出现如果出现书的图标，说明加载书的图标，说明加载成功成功SCWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-9ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights

10、 reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第五步第五步 定义工程数据材料定义工程数据材料 .5.f 返回到工程页面返回到工程页面5.g 通过选择通过选择“Save As” 保保存工程存工程 并且并且根据培训教师根据培训教师指导选择目录指导选择目录. 输入输入“fragment_impact” 作为作为工程名工程名.SC5.e 在工程数据部分注在工程数据部分注明所导入的材料明所导入的材料.Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-10ANSYS, Inc. Proprieta

11、ry 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第六步第六步 输入几何体输入几何体6.1 输入几何数据输入几何数据 fragment_impact.agdb 根据下面的步骤根据下面的步骤注注: 培训教师将告诉你这个文件的位置培训教师将告诉你这个文件的位置RMBSCRMBWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-11ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights re

12、served.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第七步第七步 在在 Mechanical中编辑模型中编辑模型7.a 编辑模型在编辑模型在 Workbench Mechanical. RMBSC7.b 选择选择MKS 单位系统单位系统 因为因为 Mechanical 不是不是 Workbench内部模块内部模块, 所以这所以这里单位制可能不匹配里单位制可能不匹配Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-12ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc.

13、All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第七步第七步 在在 Mechanical中编辑模型中编辑模型 .7.c 指定材料指定材料 AL 7039 到到 Fragment_Filler 部分部分.先找到保存在材料库中的材先找到保存在材料库中的材料料, 左键单击默认的材料并对应当左键单击默认的材料并对应当前前part, 并且一个小的并且一个小的 箭头将出现箭头将出现. 左键单击箭头选择需要的材料左键单击箭头选择需要的材料7.d 重复重复 5.c步四次步四次 指定相应材料指定相应材料TANTALUM 指

14、定给指定给 Fragment_Core1. COPPER 指定给指定给Fragment_Outer_Cylinder2. STEEL 1006 指定给指定给 Inner_Plate3. STEEL 1006指定给指定给 Outer_PlateWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-13ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第八步第八步 在在 Mechanical中编辑

15、模型中编辑模型 .8.e 注意这里提供了自动定义体接触注意这里提供了自动定义体接触. 这种这种方式允许在方式允许在 破片和平板之间定义滑移破片和平板之间定义滑移接触接触 (使用默认的使用默认的Trajectory 接触搜索接触搜索) 破片和平板之间通过一个小间隙破片和平板之间通过一个小间隙(1/2 mm)隔开隔开 , 所以没有绑定接触自动生成所以没有绑定接触自动生成(如果两部分是接触的如果两部分是接触的, 你必须手动删除你必须手动删除自动生成的绑定接触自动生成的绑定接触)Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-14ANSYS, Inc. Prop

16、rietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第九步第九步 设置单元尺寸并划分网格设置单元尺寸并划分网格9.a 选择选择 Mesh 分支分支9.b 指定网格细节指定网格细节:Physics Preference = ExplicitElement Size = 0.001 米米9.c 生成网格生成网格RMB默认的分网方式默认的分网方式(主四主四边形边形) 产生合理的但产生合理的但不是一致的网格不是一致的网格Workshop 2. Fragment Imp

17、act (Workbench)WS 2-15ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十步第十步 修改网格方式修改网格方式10.a 插入一个插入一个 Mapped Face Meshing 选项选项10.b 选择所有的五个体选择所有的五个体 (RMB 在视图区域在视图区域)10.c 选择选择 Apply10.d 生成网格生成网格现在的网格是一致的现在的网格是一致的RMBSCRMBSCSCRMBdefaultWorks

18、hop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-16ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十一步第十一步 在平板的外部渐变网格在平板的外部渐变网格11.a 插入一个尺寸控制插入一个尺寸控制11.b 单击边线选择单击边线选择 (在工具条上在工具条上) 11.c 选择选择 Outer_Plate 体的左边体的左边缘，然后选择缘，然后选择 Apply11.d 选择选择Number of D

19、ivisions: 50, 行为行为: Hard, 偏置类型偏置类型: 1st choice, 偏置因子偏置因子: 5SCSCRMBSCSCWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-17ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十一步第十一步 在平板的外部渐变网格在平板的外部渐变网格 11.e 插入第二个网格控制插入第二个网格控制11.f 选择选择Outer_Plate

20、体的右边体的右边缘缘 并选择并选择 Apply11.g 选择选择 Number of Divisions: 50, 行为行为: Hard, 偏置类型偏置类型: 2nd choice, 偏置因子偏置因子: 5SCRMBWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-18ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十一步第十一步 在平板的顶部定义网格渐变在平板的顶部定义网格渐变 11

21、.h 生成网格生成网格Upper_Plate部分现在实现了网部分现在实现了网格渐变格渐变SCRMBWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-19ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十二步第十二步 定义初始条件定义初始条件12.a 应用一个初始速度条件到破片应用一个初始速度条件到破片.RMBSC 注注: 激活提选择按激活提选择按钮钮.SCSelect all 3 bo

22、diesWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-20ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十二步第十二步 定义初始条件定义初始条件 .12.b 选择定义选择定义 分量分量: X = 2000.0 m/s, Y = 0.0 m/sWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-21ANSYS, Inc. Proprietary

23、2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training ManualRMB13.a 插入一个插入一个Fixed Support 13.b 激活边线选择激活边线选择13.c 选择平板顶部边缘并应用选择平板顶部边缘并应用SC第十三步第十三步 应用边界条件固定平板应用边界条件固定平板 Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-22ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.F

24、ebruary 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十四步第十四步 定义分析设置定义分析设置14.a 选择选择 Analysis Settings14.b 设置设置End Time 为为7.0e-5 s 14.c 保持其他的为默认保持其他的为默认SCWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-23ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Ma

25、nual第十五步第十五步 开始在显式求解器中求解开始在显式求解器中求解15.a 选择选择 Solution 并且开始并且开始 Solve 15.b 显式动力学求解器将开始求解显式动力学求解器将开始求解 , 但写一个但写一个循环文件后就会终止循环文件后就会终止, 因为一个因为一个 2D 轴对称轴对称分析不能在显式动力学求解器中求解分析不能在显式动力学求解器中求解 .你必须运用你必须运用ANSYS AUTODYN 去分析去分析 并且并且进行后处理进行后处理 (通过载入循环文件通过载入循环文件)RMBWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-24ANSY

26、S, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十六步第十六步 创建创建 (连接连接) 一个一个AUTODYN工程工程RMBSCD&DWorkshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-25ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Train

27、ing Manual第十七步第十七步 AUTODYN 自动进行求解自动进行求解17.a 在执行前面的步骤在执行前面的步骤后后, 一个一个AUTODYN 窗窗口将出现口将出现. 点击点击 Run 程程序将开始求解序将开始求解 然而然而, 求解过早地终止求解过早地终止 因为网格扭曲导致退化因为网格扭曲导致退化单元的出现单元的出现 这样，我们需要给材料这样，我们需要给材料加上侵蚀准则并重新开加上侵蚀准则并重新开始计算始计算17.b 单击单击Marker移除移除 视图中视图中marker 消息消息Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-26ANSYS,

28、Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十八步第十八步 重新载入重新载入0循环循环18.a 最快的载入方法是在最快的载入方法是在plots的的cycle下拉菜单中下拉菜单中选中循环选中循环018.b 选择选择Materials 在导在导航条中并且注意到四种材航条中并且注意到四种材料的数据在料的数据在AUTODYN中中均可进行修改均可进行修改Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-2

29、7ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第十九步第十九步 为每一个材料加一个侵蚀模型为每一个材料加一个侵蚀模型19.a 选择一种材料选择一种材料19.b 修改材料数据修改材料数据19.c 选择选择 Geometric Strain 在在 侵蚀模型中侵蚀模型中19.d 输入输入 “2.0” (200%) 为侵蚀应变为侵蚀应变19.e 选择选择Instantaneous 几何几何应变的类型应变的类型19.f 接受数据接

30、受数据重复重复19.a 19.f 为每一种材料为每一种材料Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-28ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第二十步第二十步 加载一个显示设置文件加载一个显示设置文件 (3D 视图视图)21.a 加载显示设置加载显示设置文件文件“fragment_impact.set” (和练习和练习1一样一样)21.b 显示文件提供了显示文件提供了一

31、个模型旋转一个模型旋转270度度的效果的效果Workshop 2. Fragment Impact (Workbench)WS 2-29ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第二十一步第二十一步 重新求解重新求解21.a 求解求解求解过程中试图自动更新求解过程中试图自动更新Press Stop at any time to interrupt the SolveWorkshop 2. Fragment Impact

32、 (Workbench)WS 2-30ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第二十二步第二十二步 查看结果，创建动画查看结果，创建动画 和练习和练习1一样一样Workshop 1. 2D Fragment ImpactWS 1-31ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665Training Manual第二十三步第二十三步 从保存的文件中查看结果从保存的文件中查看结果23.a 计算结束计算结束的时候，消息的时候，消息框会告诉你结框会告诉你结束的原因束的原因23.b 下拉菜单下拉菜单能够让你迅速能够让你迅速找到保存的文找到保存的文件件 试着打开不试着打开不同的文件查同的文件查看结果看结果Workshop 1. 2D Fragment ImpactWS 1-32ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.February 27, 2009Inventory #002665