ABAQUS显式动力学分析——小球跌落

而站着

在有限元分析中，动力学分析可以分为显式动力学分析与隐式动力学分析，今天以小球跌落的小案例来给大家介绍一下ABAQUS显式动力学分析的相关流程。

图1 模型了解

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

图2 ABAQUS有限元分析流程

一、前处理

1.1 几何模型的构建
左侧模型树当中，右击part导入stp格式几何模型。
1.2 材料参数的定义
1.2.1 材料本构
在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3；再定义Density参数，密度为7850kg/m3。
1.2.2 截面定义
通过Create Section创建Shell，Homogeneous截面，壳厚度为0.001。
1.2.3 截面指派
通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。
1.3 网格系统构建
1.3.1 网格划分
在Mesh模块中，划分网格，得到如下所示网格模型。

图3 网格模型

1.3.2 单元类型
单元类型保持默认。
1.3.3 装配
在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配，如图1所示。

二、求解

2.1 求解器的设定
在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步；时长设置为0.005s，打开几何非线性开关。
2.2 连接关系的构建
通过Create Interaction Property创建接触属性，切向行为选择无摩擦，法向行为选择硬接触。
通过Create Interaction创建接触，主面选择地面上表面，从面选择小球外表面。
2.3 边界条件的设定
2.3.1 位移边界条件
在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择地面四边，施加Encastre约束。
通过Create Boundary Condition创建Displacement/Rotation约束，约束小球U1、U3~UR3自由度。
2.3.2 载荷边界条件
通过Create Predifined field在initial分析步对小球创建V2方向初速度，大小为-55。
得到的载荷约束如下图所示。

图4 载荷约束

在Job模块中，创建相应作业并提交求解分析。

三、后处理

3.1 位移云图

图5 位移云图

3.2 应力云图

图6 应力云图