ALGOR 碰撞分析实例.docx
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ALGOR 碰撞分析实例.docx
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ALGOR碰撞分析实例
ALGOR冲击分析实例
摘要:
利用一个简单的实例,来给大家介绍一下ALGOR在冲击、碰撞、接触方面的应用情况,以及大家更容易学习、掌握ALGOR软件。
对于一些具体的参数选择以及以及模型假设都是作者根据日常项目经验进行假定,大家可以按自己研究的内容进行适应调整。
关键字:
有限元ALGOR多体冲击
1问题描述
一个活塞冲击物,以高速冲向被冲击物,冲击物在挡圈的阻挡下停止运动,被冲击物被冲出。
图1整体图
图2简化后的平面模型
2前处理
2.1启动软件
通过WINDOWS开始菜单,开始>程序>ALGOR15>FEMPRO,启动ALGOR。
启动界面如下:
图4ALGOR启动界面
2.2创建模型
a、点击左侧NEW图标,并设定文件名。
点击open进入ALGOR15界面。
图5NEW对话框
b、设定分析单位,选择UnitSystem>MESwithNolinearMaterialModels>MetricMKS(SI),然后点击OK。
图6设定分析单位
图7ALGOR15软件界面
c、菜单Geometry>Sketch>NewSketch,绘制草图。
并通过菜单Tool>Option,弹出option对话框中的Sketching设定Grid大小,在MajorXspacing和MajorYSpacing中分别输入0.01.
图8NewSketch菜单
图9Sketch界面
图10opting菜单
图11Sketching设定框
d、绘制冲击物,点击绘图工具条中的矩形快捷键,出现AddRectangle对话框,在第一点输入00坐标,第二点输入0.10.1坐标。
图12组合模型
图13生成矩形
e、通过点击Generate2-DSketchMesh工具条,弹出2DmeshGeneration对话框,输入MeshDensity为600,点击Ok,生成网格。
图142-DSketchmeshGenerate工具条
图152DMeshGeneration对话框
图16网格效果图
f、创建上下挡圈模型,重新通过菜单Geometry>Sketch>newSketch,创建挡圈上面部分模型。
g、在Sketch界面,点击AddRectangle工具条,在AddRectangle对话框输入第一个点坐标0.150.08第二个点坐标输入0.20.12。
h、通过点击Generate2-DSketchMesh工具条,弹出2DmeshGeneration对话框,输入MeshDensity为50,点击Ok,生成网格。
图17挡圈上部网格效果图
i、创建上下挡圈模型,重新通过菜单Geometry>Sketch>newSketch,创建挡圈下面部分模型。
j、在Sketch界面,点击AddRectangle工具条,在AddRectangle对话框输入第一个点坐标0.15-0.02第二个点坐标输入0.20.02。
k、通过点击Generate2-DSketchMesh工具条,弹出2DmeshGeneration对话框,输入MeshDensity为50,点击Ok,生成网格。
l、创建被冲击物模型,重新通过菜单Geometry>Sketch>newSketch,创建挡圈下面部分模型。
m、在Sketch界面,点击AddRectangle工具条,在AddRectangle对话框输入第一个点坐标0.120.03第二个点坐标输入0.170.07。
n、通过点击Generate2-DSketchMesh工具条,弹出2DmeshGeneration对话框,输入MeshDensity为400,点击Ok,生成网格。
图18挡圈下部网格效果图
图19被冲击物网格效果图
o、设定问题分析类型,通过界面下端的AnalysisType选择框,选择MES>MESwithNonlinearmaterialModels类型。
图20设定分析类型
3施加边界条件
3.1设定单元参数定义
a、设定第一个模型块的单元参数,选择1模型下ElementDefinition,双击左侧目录树中的名称,弹出ElementDefinition对话框,设定单元厚度为1,在Thickness中输入1。
b、按照a步骤,同样设定其他三个模型的单元参数中厚度为1。
图21ElementDefinition对话框
3.2设定材料
a、设定1模型的材料属性,选择1,双击Material弹出ElementMaterialselection对话框,选择AISI1005steel。
b、按照a步骤,同样设定其他三个模型的材料属性为AISI1005steel。
图22Elementmaterialselection对话框
3.3设定约束
a、设定选择方式类型为单选。
设定选择对象类型为边界线,如图23中1位置所示,设定选择方式类型,如图23中2位置所示,设定选择对象类型.
b、选中模块1冲击物的上下两条边界线,使用Ctrl键可以重复多选。
c、选择需要约束,点击鼠标右键,选择鼠标菜单中Add>EdgeBoundaryCondition。
d、在弹出的Creating2EdgeBoundaryconditionObject对话框中,选择TxTz摁扭,设定XZ方向自由度约束。
e、设定挡圈约束,设定选择方式类型为单选,设定选择对象类型为面,选择挡圈上下两个截面。
f、选择需要约束,点击鼠标右键,选择鼠标菜单中Add>SurfaceBoundaryCondition。
g、在弹出的Creating2SurfaceBoundaryconditionObject对话框中,选择Fixed摁扭,设定所有方向自由度约束。
图23设定选择类型
图24约束示意图
图25设定面约束
图26设定约束自由度
h、设定冲击物速度,设定选择方式类型为单选,设定选择对象类型为面,选择冲击物截面。
i、选择需要约束,点击鼠标右键,选择鼠标菜单中Add>SurfaceLoad(MES)。
j、在弹出的SurfaceProperties对话框中,选择DirectionofLoad选项得YAxis(Traction),设定作用力方向。
k、在SurfaceProperties对话框Uniform选项中YDirectionTraction中输入1000。
图27设定面载荷
图28施加载荷
4求解设定
4.1选择求解器
a、双击FEAEditor中左侧分析类型一栏中MES,系统弹出AnalysisParameter-MESwithnonlinearmaterialmodels对话框。
b、设定分析时间步长以及载荷曲线。
如图29中1位置,设定分析时间以及时间步长,在本例中设定时间为0.5秒,时间步长为1/100秒;如图29中2位置,设定载荷施加曲线,在本例题中,设定载荷为直接线性加载。
c、。
图29设定求解步
4.2设定接触条件
a、在图形区域点击鼠标右键,弹出鼠标菜单,选择Generatesurface-to-surfacecontact菜单。
图30设定接触菜单
b、在AnalysisParameters–MESsurfacetosurfacecontact菜单中,选择1stpart中1以及surfaceon1st中的3;选择2ndpart中的2以及surfaceon2nd中的5;表示1号块体中的1号线与2号块体中的5号线组合为接触对。
c、在AnalysisParameters–MESsurfacetosurfacecontact菜单中,选择1stpart中1以及surfaceon1st中的3;选择2ndpart中的3以及surfaceon2nd中的5;表示1号块体中的1号线与3号块体中的5号线组合为接触对。
d、在AnalysisParameters–MESsurfacetosurfacecontact菜单中,选择1stpart中1以及surfaceon1st中的3;选择2ndpart中的3以及surfaceon2nd中的5;表示1号块体中的1号线与4号块体中的5号线组合为接触对。
图31接触对设定对话框
5计算
5.1检查模型并进行计算
通过菜单Analysis>PerformAnalysis,或者通过工具条来实现计算。
图31分析
图32模型检查对话框
5.2观测计算过程
观察分析对话框,察看分析结果以及分析时间步以及迭代进程。
图33分析过
6后处理
6.1显示应力云图
通过菜单Results>Stress>VonMises,显示应力云图。
图34应力显示菜单
6.2制作结果动画
通过菜单file>Export>Animation,或者通过快捷工具条(红色区域)。
弹出制作动画对话框,设定动画参数,点击Ok,制作动画文件。
图35Animation菜单
图36动画制作对话框
参考文献
[1]《ALGORUser'sGuideinHardcopyFormat》ALGOR公司
[2]《IntroductiontoInCADClassroomSeminarNotes》ALGOR公司
[3]《IntroductiontoALGORProfessionalClassroomSeminarNotes》ALGOR公司
[4]《IntroductiontoMechanicalEventSimulationSeminarNotes》ALGOR公司
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