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手机跌落模拟实例教程

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:本教程从一个已有的网格模型开始,建立了一个简化的手机跌落的仿真模型。手机部件的材料使用了LAW36,其数据如下:ρ=1.16E-9ton/mm [Rho_I]初始密度υ=0.3 [nu]泊松比E=1000 Mpa [E]杨氏模量图15-44 手机跌落其真实应力-塑性应变曲线为STRAIN 016STRESS 117载入RADIOSS用户配置启动HyperMesh。输入X和Y坐标,如图15-45所示。图15-46 定义cell_phone材料单击return两次返回至component对话框。在card image中选择P14_SOLID并单击Create Property。图15-47 定义Spring Type13的属性值在name=中输入self。在FRIC中输入0.1;在GAPmin中输入0.3。单击sets并选择Cell_Bottom。

手机跌落模拟实例教程

本教程从一个已有的网格模型开始,建立了一个简化的手机跌落的仿真模型。为了平衡计算精度和计算效率,简化的手机机体两个零件均使用了RADIOSS独有的4节点二阶四面体单元,并在两者之间定义弹簧单元Spring Type13连接来近似安装关系,两个零件之间定义了接触。

本教程要点是4节点二阶四面体单元算法及Spring Type13的定义与单元创建,模型如图15-44所示。

模型单位:长度(mm),时间(s),质量(ton),集中力(N)和应力(MPa),模拟时间:在Engine中[0­3.3e-3],为了减少模拟时间,手机从距离地面1 mm跌落,初始速度为-4429.4469 mm/s,等效于从1000 mm跌落。手机部件的材料使用了LAW36(Plastic),其数据如下:

ρ=1.16E-9ton/mm  [Rho_I]初始密度

υ=0.3 [nu]泊松比

E=1000 Mpa  [E]杨氏模量

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图15-44 手机跌落

其真实应力-塑性应变曲线为

STRAIN 016

STRESS 117

978-7-111-41577-0-Chapter15-152.jpg载入RADIOSS(Block)用户配置

(1)启动HyperMesh。

(2)从Preferences菜单中选择User Profiles或在工具栏中单击978-7-111-41577-0-Chapter15-153.jpg按钮

(3)选择RADIOSS(Block100)并单击OK按钮。

978-7-111-41577-0-Chapter15-154.jpg载入网格模型文件Cell_phone.hm

(1)在工具栏中单击Open Model按钮978-7-111-41577-0-Chapter15-155.jpg并浏览至目标文件夹,选择cell_phone.hm文件。

(2)单击Open按钮,模型被载入至图形区域。

978-7-111-41577-0-Chapter15-156.jpg创建材料曲线

(1)从XYPlots下拉菜单中,单击Curve Editor。

(2)在Curve editor窗口中,单击New。

(3)在curve name中输入stress_strain_curve。

(4)单击proceed。

(5)在Curve editor窗口中,从Curve List中选择stress_strain_curve。

(6)输入X和Y坐标,如图15-45所示。

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图15-45 创建材料曲线

(7)单击Update→Close。

978-7-111-41577-0-Chapter15-158.jpg定义并指定材料和属性给手机零件

(1)从Model Browser中选择Cellphone_Bottom和Cellphone_Top,然后单击鼠标右键选择Edit。

(2)确认card image设置为Part。

(3)单击Material标签创建材料。

(4)确认选中Assign material。

(5)在name中输入cell_phone。

(6)在type中选择ELASTO_PLASTIC;在card image中选择M36PLAS_TAB。

(7)单击Create Material。

(8)输入以下值:

Density=1.16e-9,Young’s Modulus=1000,Poisson’s ratio=0.3,如图15-46所示。

(9)选择N_func并设置为1。

(10)单击I_func1并选择stress_strain_curve(之前创建的曲线)。

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图15-46 定义cell_phone材料

(11)单击return两次返回至component对话框。

(12)单击Property标签创建属性。

(13)确认选中Assign property。

(14)在name中输入cell_phone;在type中选择VOLUME。

(15)在card image中选择P14_SOLID并单击Create Property。

(16)在card image中,设置Irot为1。

(17)单击return返回。

(18)单击update更新零件。

978-7-111-41577-0-Chapter15-160.jpg定义并指定属性给弹簧连接

(1)从Model Browser中选择零件connection_spring,然后单击鼠标右键选择Edit。

(2)确认card image设置为Part。

(3)单击Property标签创建属性。

(4)确认选中Assign property。

(5)在name中输入spring。

(6)设置type为LIN,并设置card image为P13_SPR_BEAM.

(7)单击Create Property。

(8)输入以下值(注意使用左侧滚动条):

Mass(MASS):2e-6 ton,Inertia(Inertia):2e-4 mm4,Translation stiffness(K_Ten, K_ShrY,K_ShrZ):50,Rotation stiffness(K_Tor,K_FlxY,K_FlsZ):1000N,如图15-47所示。

(9)单击return两次返回至component面板。

(10)单击update更新零件。

978-7-111-41577-0-Chapter15-161.jpg定义手机零件之间的接触

(1)在Analysis页面进入interfaces面板,create子面板或者在Tools下拉菜单中选择create cards→INTER→TYPE7。

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图15-47 定义Spring Type13的属性值

(2)在name=中输入self。

(3)设置type=为TYPE7。

(4)单击create/edit。

(5)在FRIC中输入0.1;在GAPmin中输入0.3。

(6)单击return。

(7)选择add子面板。

(8)设置master为set,并单击edit创建主曲面。

(9)在name=中输入Cell_Bottom。

(10)设置card image=为SURF_EXT。

(11)单击comps并选择Cell_Bottom。

(12)单击proceed→create。

(13)单击return返回。

(14)单击sets并选择Cell_Bottom。

(15)单击Update。

(16)设置slave为comps。(www.xing528.com)

(17)单击comps并选择Cell_Top。

(18)单击Update。

(19)单击review确认接触是否定义正确。

(20)单击return返回。

978-7-111-41577-0-Chapter15-163.jpg创建一个刚体墙壁

(1)在Analysis页面中进入rigid walls面板。

(2)在name=中输入GROUND。

(3)设置type=为RWALL。

(4)设置card image=为RWALL。

(5)单击create/edit。

(6)单击return返回。

(7)按〈F8〉键,输入节点坐标:X=0,Y=0,Z=19。

(8)单击create node。

(9)单击return返回。

(10)进入geom子面板。

(11)选择创建的节点作为base node。

(12)确认normal vector设置为z-axis,如图15-48所示。

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图15-48 定义刚性墙

(13)设置shape为infinite plane。

(14)单击update。

(15)进入add子面板。

(16)在dist=中输入50。

(17)单击蓝色的review按钮确认ground是否定义正确,如图15-49所示。

(18)单击return返回。

978-7-111-41577-0-Chapter15-165.jpg定义重力载荷

(1)从Utility页面中启动BC’s Manager。

(2)在Name中输入Gravity,设置Select type为Gravity Load,并设置GRNOD为Parts。

(3)选择全部的3个零件。

(4)设置Direction为Z。

(5)设置Scale Y为-9810.0,表明重力为Z轴反方向,如图15-50所示。

(6)单击create/select设置为XY curve editor。

(7)在Curve editor窗口,单击New。

(8)在name=中输入gravity。

(9)单击proceed。

(10)在Curve editor窗口,从Curve List中选择gravity。

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图15-49 预览刚性墙的定义

(11)输入x和y,如图15-51所示。

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图15-50 定义重力

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图15-51 定义重力因子曲线

(12)单击Update→Close关闭Curve editor窗口。

(13)单击create创建重力载荷。

978-7-111-41577-0-Chapter15-169.jpg为Cell Phone加载初始速度

(1)在BC’s Manager,输入Name为Initial_velocity,设置Select type为Initial Velocity并设置GRNOD为Parts。

(2)选择全部的3个零件。

(3)在Vz=中输入-4429.4469,如图15-52所示。

(4)单击create创建初始速度。

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图15-52 定义速度

978-7-111-41577-0-Chapter15-171.jpg创建输出请求和控制卡片

(1)在Utility菜单中,选择RADIOSS Tools,然后选择Engine File。

(2)弹出RADIOSS Engine File Tool窗口。

(3)在GENERAL,ANIM和DT窗口中输入如图15-53所示的值。

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图15-53 定义Engine卡片

(4)单击Apply→Close。

978-7-111-41577-0-Chapter15-173.jpg选择控制卡片

(1)从Analysis页面中进入control cards面板,激活MemoryReq控制卡片。

(2)单击MemoryReq卡片,输入NMOTS=40000。

(3)单击return两次退出当前面板。

978-7-111-41577-0-Chapter15-174.jpg导出模型

(1)从File下拉菜单中,单击Export或者单击Export按钮978-7-111-41577-0-Chapter15-175.jpg(对于standalone)或978-7-111-41577-0-Chapter15-176.jpg(对于HyperWorks Desktop)。

(2)对于File,单击“文件夹”按钮978-7-111-41577-0-Chapter15-177.jpg(对于standalone)或者978-7-111-41577-0-Chapter15-178.jpg(对于HyperWorks Desktop)并浏览至想要放置的文件夹。

(3)在name中输入Cellphone,并单击Save。

(4)单击Export options旁的向下箭头展开面板。

(5)单击Merge starter and engine file以导出一个整体的求解文件。

(6)单击Export导出求解文件。

978-7-111-41577-0-Chapter15-179.jpg求解模型

(1)单击Start→Programs→Altair HyperWorks 11.0→RADIOSS。

(2)对于Input file,浏览至之前的文件夹并选择文件cellphone_0000.rad。

(3)在Options栏里输入-both,单击Run。

978-7-111-41577-0-Chapter15-180.jpg查看输出文件并检查结果

(1)查看.out文件中是否有任何警告或错误

(2)使用HyperView绘制应力应变云图

(3)最终在HyperView里查看的结果如图15-54所示。

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图15-54 结果查看

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