大話CAE | （八）CAE在瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析中的應(yīng)用

碰撞,沖擊等問(wèn)題在機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析中十分常見(jiàn)。在急劇變化的載荷作用下,結(jié)構(gòu)內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)力也在發(fā)生著劇烈的改變。本篇列舉一個(gè)子彈高速穿透一塊鋼板的例子,來(lái)說(shuō)明CAE在瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析中的應(yīng)用。該例子是用ANSYS建模,然后調(diào)用LS-DYNA的求解器進(jìn)行分析,然后使用LS-DYNA的后處理器得到結(jié)果的。

子彈穿透鋼板的幾何模型如圖

子彈以0.13m/s的速度穿越鋼板,為了分析子彈穿越鋼板的過(guò)程中鋼板內(nèi)部的應(yīng)力變化,首先對(duì)子彈和鋼板均劃分有限元網(wǎng)格。由于這是一個(gè)對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,為了減小計(jì)算量,取四分之一模型來(lái)建模,并劃分網(wǎng)格

然后約束住鋼板,并給子彈以0.13m/s的速度沖擊鋼板,調(diào)用LS-DYNA求解器進(jìn)行分析,可以得到子彈穿透過(guò)程中鋼板內(nèi)部應(yīng)力的變化。下圖是穿越過(guò)程中鋼板應(yīng)力的改變

下圖是子彈完全貫穿后鋼板內(nèi)部應(yīng)力的改變

我們也可以查看鋼板上的一些點(diǎn),在整個(gè)時(shí)間歷程中的應(yīng)力改變

總之,瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析能夠得到整個(gè)時(shí)間歷程中各點(diǎn)的應(yīng)力,位移的改變,為動(dòng)力學(xué)分析提供了強(qiáng)有力的支持。