冲击速度对分析结果的影响

00 导读

    本文研究球撞击平板，当球运行位移不变时，球速更高，意味着求解时长更短。通过对比不同球速下的分析结果，研究球速的影响。

01 研究背景

    WB-DYNA的求解时长和定义的求解时间密切相关。有时候为了缩短求解时长，可能需要提高冲击速度。本文研究冲击速度对分析结果的影响。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。假设球体为刚体。

    平板使用弹塑性。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。一阶四面体单元。

05 边界条件

    约束平板左右两侧，球速保持不变撞击平板。

06 仿真分析

    设置球速为2000mm/s，计算时间为0.002s，所以球位移为4mm。

    支座反力曲线如下图所示。

    平板等效应力曲线如下图所示。

    平板上一点等效应力曲线如下图所示。

    平板的位移曲线如下图所示。

    设置球速为200mm/s，计算时间为0.02s，所以球位移为4mm。

    支座反力曲线如下图所示。

    平板等效应力曲线如下图所示。

    平板上一点等效应力曲线如下图所示。

    平板的位移曲线如下图所示。

    设置球速为20mm/s，计算时间为0.2s，所以球位移为4mm。

    支座反力曲线如下图所示。

    平板等效应力曲线如下图所示。

    平板上一点等效应力曲线如下图所示。

    平板的位移曲线如下图所示。

    设置球速为2mm/s，计算时间为2s，所以球位移为4mm。

    支座反力曲线如下图所示。

    平板等效应力曲线如下图所示。

    平板上一点等效应力曲线如下图所示。

    平板的位移曲线如下图所示。

07 三个总结

1）在冲击位移相同的条件下，冲击速度越大，平板响应越大，这也符合人的直觉判断。

2）如果为了缩短求解时间而加大冲击速度，分析结果会偏保守，所以不失为可选的方案。

3）不同冲击速度下，结构的响应过程和规律还是存在明显差别的。本文主要对比的是响应极值。