铜柱体撞击刚体墙的瞬态动力学分析
目录
一问题分析 (1)
二原始数据 (1)
三 ANSYS求解 (1)
3.1步骤一：定义工作文件名和工作标题 (1)
3.2步骤二：定义单元类型 (2)
3.3步骤三：定义材料性质 (3)
3.4步骤四：创建矩形模型 (5)
3.5步骤五：求解加载 (7)
3.6步骤六：定义铜柱体的初始速度 (8)
3.7步骤七：选择节点 (9)
3.8步骤八：得出结果 (16)
四命令流 (20)
五总结 (24)
五主要参考文献 (25)
一问题分析
一圆柱形铜柱体以s m 200的速度撞击刚性墙，如图1示，墙壁面假定是无摩擦的。试对该撞击过程进行分析。柱体材料参数为：弹性模量GPa E 117=；泊松比32.0=ν；密度38900m kg =ρ；剪切模量MPa E T 200=；屈服强度MPa 400=σ。
铜柱体撞击刚性墙
三 ANSYS 求解
3.1步骤一：定义工作文件名和工作标题
1 选择菜单路径：
Utility Menn> File >ChangeTitleUtility Menn> File >Changejobname 2 键入文字：
"dang de yi sheng zhuangqiang le "和"dang de yi sheng zhuangqiang le "单击 OK
3.2步骤二：定义单元类型
1. 选择菜单路径：
Main Menu > Preprocessor > Element Type >Add/Edit/Delete
2. 单击： Add(出现单元类型库选择对话框)。
3. 在靠近左边的列表中单击 Visio Solid(固体矢量)，仅一次。
4. 选靠近右边的列表中单击2d4node Plas 106，仅一次。
5. 单击 OK，Library of Element Types 对话框关闭。/
6. 单击 Options (选项)，出现 VISCO106 element type Options (visco106 单元类型选项) 对话框。
7. 在关于 element behavior (单元特性) 的卷动条中，卷动到 Axisymmetric，且选中它。
8. 单击 OK。/
9. 单击 Element Types (单元类型) 对话框中的 Close。
3.3步骤三：定义材料性质
1.选择菜单路径：选取菜单路径Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models，2．依次双击Structural，Linear ，Elastic 和Isotropic，出现Isotropic Matersal Properties (各向同性材料性质) 对话框。将弹出1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框。
在EX文本框中输入117.0E9，PRXY文本框中输入0.3。定义材料的弹性模量为117Gpa，泊松比为0.32。单击对话框中的ok按钮，关闭对话框。
接着双击Density，在DENS文本框中输入8900，设定1号材料密度EMBED Equation.3 。单击ok按钮，完成对材料1的密度定义。
3.选择菜单路径：
Main Menu > Preprocessor >Matersal Props >material models出现Define material model behavior (定义数据表对话框)。依次双击Structural,>nolinear,>lnelastic. >Rate independent > .isotropic hardening plasticity >mises plasticity >bilinear选项，
出现linear isotropic properties for material number 1
2对YLD Strs (屈服应力) 键入400.0e6
3对Tang Mod (剪切模量) 键入200.0e6
4.选择File>Apply & Quit，存储输入数据并退出材料编辑对话框。
5. 选择菜单路径：
Main Menu >Preprosessor> Material Porps> Data Tables > Graph.
出现Graph Data Tables (绘制表数据) 对话框。
6. 单击OK，接受绘制BISO 表的缺省设置，一个BISO表的曲线图出现在ANSYS 图形窗口中。
7.在ANSYS TooLbar上单击SAVE_DB，存储模型文件。
3.4步骤四：创建矩形模型
在这一步中，将创建一个代表柱体半横截面积的矩形。
1.选择菜单路径：
Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Area > Rectangle > By Dimensions
出现Create Rectanyle by Dimensions (依据尺寸产生矩形) 对话框。
2.对X_坐标，键入0, 0.005。
3.对Y_坐标，键入0, 0.05，然后单击OK，一个矩形出现在ANSYS 图形窗口中。
4.选择Main Menu > Preprocessor >MESHING>SIZE
CNTRLS>MANUASIZE>LINES>PICKEDLINES命令，出现ELEMENT SIZE ON 菜单。输入2,4，单击OK，出现ELEMENT SIZES ON PICKED LINES 对话框在NDIV NO.OF ELEMENT DIVISIONS 输入栏输入20，单击OK
5.选择Main Menu > Preprocessor >MESHING>SIZE
CNTRLS>MANUASIZE>LINES>PICKEDLINES命令，出现ELEMENT SIZE ON 菜单。输入1,3，单击OK，出现ELEMENT SIZES ON PICKED LINES 对话框在NDIV NO.OF ELEMENT DIVISIONS 输入栏输入4，单击OK
6.选择Main Menu > Preprocessor >MESHING>MESH>AREAS>FREE，出现MESH AREAS 输入1，单击OK生成模型
7.选择UTILITY MENU>FILE>SAVE AS 出现SAVE DATABASE 对话框。输入DANGDANGDANG ，OK保存
3.5步骤五：求解加载
1 .选择菜单路径：Main Menu > Solution > Analysis Type > New Analysis。
2 .单击Transient 来选中，它然后单击OK。
弹出对话框选择FULL，OK关闭窗口
3.选择菜单路径Main Menu > Solution > Analysis Type >SOL’S CONTROLS，出现SOL’S CONTROLS对话框。设置如图所示。
3.6步骤六：定义铜柱体的初始速度
1.选择菜单路径：
Main Menu > Solution >define Loads> Apply > Initial Condit'n> Define 出现Define Initial Condition (定义初始条件）选择菜单。
2.单击Pick All，出现Define Initial Conditions 对话框。
3.在关于DOF to be Specified (要被指定的DOF) 的卷动框中，卷动到UY 且选中它。
4.对initial velocity (初始速度) 键入-200，然后单击OK。
5.单击ANSYS Toolbar 上的SAVE_DB，存储模型文件。
3.7步骤七：选择节点
1.选择菜单路径：
Main Menu > Solution >define Loads > Apply >STRUCTURAL>DISPLACEMENT>ON NODES 命令，出现APPLY U,ROT ON N拾取菜单，
单击PICK ALL,出现APPLY U,ROT ON Nodes对话框。在LAB2 DOFS TO BE CONSTRAINED 列表框选择UZ,在BALUE displacementvalne输入栏输入0.单击OK关闭。
选择UTILITY MENU>SELECT>ENTITIES命令，出现SELECT ENTITIES对话框，如图设置，点击OK关闭。
2.选择菜单路径：
Main Menu > Solution >define Loads > Apply >STRUCTURAL>DISPLACEMENT>ON NODES 命令，出现APPLY U,ROT ON N拾取菜单
单击PICK ALL,出现APPLY U,ROT ON Nodes对话框。在LAB2 DOFS TO BE CONSTRAINED 列表框选择UY,在VALUE displacementvalne输入栏输入0.单击OK关闭。
选择UTILITY MENU>SELECT>ENTITIES命令，出现SELECT ENTITIES对话框，如图设置，点击OK关闭。
3.选择菜单路径：
Main Menu > Solution >define Loads > Apply >STRUCTURAL>DISPLACEMENT>ON NODES 命令，出现APPLY U,ROT ON N拾取菜单
单击PICK ALL,出现APPLY U,ROT ON Nodes对话框。在LAB2 DOFS TO BE CONSTRAINED 列表框选择UY,在VALUE displacementvalne输入栏输入0.单击OK关闭。
4.选择UTILITY MENU>SELECT>EVERYTHING命令
5.选择菜单路径：Main Menu > Solution > Solve > Current LS。
单击OK 开始求解。
6.查看状态窗口中的信息，然后单击close。
选择UTILITY MENU>FILE>SAVE AS 出现SAVE DATABASE 对话框。输入DANGDANGDANG2 ，OK保存
3.8步骤八：得出结果
选择MAIN MENU>GENERAL POSTPROC>PLOT RESULTS>DEFORMED SHAPE命令，出现PLOT DEFORMED SHAPE 对话框。单击OK显示如图
DMX固定指：最大位移（Displacement Max）
SMX：指定的、要查看的、那个Item解的最大值（Solution Max）
SMN：指定的、要查看的、那个Item解的最小值（Solution Min）
选择MAIN MENU>GENERAL POSTPROC>PLOT RESULTS>CONTOURPLOT>NODALSOL U，命令，出现对话框，选择NODALSOLUTION>DOFSOLUTION>Y-COMPONENTOF，单击OK按钮，显示utu所示Y方向位移等值线图
选择MAINMENU>GENERALPOSTPROC>PLOTRESULTS>CONTOUR PLOTNODALSOLU命令，出现CONTOURNODALSOLUTIONDATA对话框，选择NODALSOLUTION>STRESS>VON MISES STRESS，单击OK显示如图等效应力场分布等值线图。
选择UTILITYMENU>PARAMETERS>SCALAR PARAMETERS命令，出现SCALAR PARAMETERS对话框。在SELECTION输入NODE=NODE（0，0.05,0），单击close关闭。
选择MAINMENU>TIMEHIST POSTPRO>DEFINE VARIABLES命令，出现DEFINED
TIME-HISTORYVARIABLES对话框，单击ADD，出现ADD TIME-HISTORY VARIABLES对话框，选择NODAL DOF RESULT ，单击Ok按钮
出现DEFINE nodal data拾取菜单输入栏中输入NODE，