(3) 执行【Plot】→【Contours】→【On Deformed Shape】命令,或者单击工具箱中 ,显示模型变形后的Mises应力云图,执行【Result】→【Field Output】命令,弹出【Field Output】对话框,在对话框中选中U,单击【Apply】按钮,显示模型的位移变形图如图3.23所示。
图3.23 模型的位移变形图
(4)执行【Plot】→【Contours】→【On Deformed Shape】命令,或者单击工具箱中 ,显示模型变形后的Mises应力云图,执行【Result】→【Field Output】命令,弹出【Field Output】对话框,在对话框中选中保险杠模型的CPRESS,单击【Apply】按钮,显示保险杠和刚性墙碰撞的法向接触力如图3.24所示。
图3.24 保险杠和刚性墙碰撞的法向接触力
4. 问题回顾与总结
案例中遇到的专业名词及解释:
(1)弹性模量:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。
(2)泊松比:材料横向应变与纵向应变的比值的绝对值,也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 个人总结:
通过对该门课程的学习,熟悉了abaqus软件的使用过程并掌握了一定的分析方法。在建模过程中,尤其是对保险杠的网格划分上遇到了很多困难,这里主要注意保险杠的局部网格加密,在步骤中有详细说明。刚开始提交分析结果的时候,应力云图一直没有预想的效果,后来通过检查发现加载的步骤出了问题。刚开始速度的设定值较小,以致保险杠未能与刚性墙接触。最后通过适当增大速度的值,问题得到了有效地解决。最后,通过对该案例分析进行分析,模拟在高度撞击过程中车辆保险杠吸能的情况,从本案例的后处理结果来看,其碰撞过程后保险杠模型的应力云图、变形云图以及能量变化曲线等都能说明保险杠通过内能的转化吸收完全可以消化碰撞过程中系统大部分的动能。近年来运用有限元分析来模拟汽车安全测试项目受到了各科研院所以及汽车研发公司的大力推展,从这个实例也可以看出有限元分析可以从各个角度来显现碰撞后保险杠的设计是否能达到汽车安全要求。通过保险杠撞击刚性墙分析案例可以掌握以下几个知识点: 运用壳体进行分析模型的简化; 焊接的处理,即Tie的运用; 重启动分析的定义。通过对实例的分析和研究,使自己能慢慢熟练这样一种受力分析工具,在今后的学习中一定会发挥更重要的作用。
5. inp文件适当简化及注释 *Heading
the crash simulation
** Job name: Job-crash Model name: Model-1
** 设置DAT文件中记录的内容 **
----------------------------------------------------------------------------- ** 定义部件bumper *Part, name=bumper **
** 定义节点:编号和坐标 *Node
1, 996.5, 299.829987, 545. ……
** 定义单元:类型、单元编号和节点编号 *Element, type=S4R 1, 1, 39, 475, 78 2, 39, 40, 476, 475 ……
** 定义单元集合Set_1 *Elset, elset=Set-1, generate
1, 2381, 1
** 为参考点定义节点集合_PickedSet20 *Nset, nset=_PickedSet20, internal, generate
1, 2460, 1
** 定义单元集合_PickedSet20
*Elset, elset=_PickedSet20, internal, generate
1, 2381, 1
** 定义截面属性:单元集合_PickedSet20的材料为Material-bumper-rail-plane ** Section: Section-bumper
*Shell Section, elset=_PickedSet20, material=Material-bumper-rail-plane 1., 3
** 结束对部件Bumper的定义 *End Part
------------------------------------------------------------------------------ ** 定义装配件
*Assembly, name=Assembly
** 定义实体bumper-1,其相应的部件是bumper *Instance, name=bumper-1, part=bumper ** 结束对bumper-1的定义 *End Instance
** 定义实体plane-1,其相应的部件是plane *Instance, name=plane-1, part=plane ** 结束对plane-1的定义 *End Instance
** 定义实体rail-1,其相应的部件是rail *Instance, name=rail-1, part=rail ** 结束对rail-1的定义 *End Instance
** 定义实体wall-1,其相应的部件是wall *Instance, name=wall-1, part=wall ** 结束对wall-1的定义 *End Instance
** 定义参考点:节点编号和坐标 *Node
1, 835., 750., ** 为参考点定义节点集合_PickedSet11, *Nset, nset=_PickedSet11, internal 1, ……
** 定义面Surf-wall,类型为ELEMENT *Surface, type=ELEMENT, name=Surf-wall _Surf-wall_SPOS, SPOS
850. ……
** 结束对装配体的定义 *End Assembly **
---------------------------------------------------------------------------
** 定义材料:名称为Material-wall,密度为7.83e-09,弹性模量为2070,泊松比为0.28
*Material, name=Material-wall *Density 7.83e-09, *Elastic 2070., 0.28 **
** 定义材料:名称为Material-bumper-rail-plane *Material, name=Material-bumper-rail-plane ** 材料密度 *Density 7.83e-09,
** 材料弹性模量和泊松比 *Elastic 2070., 0.28
** 材料的应变应力数据 *Plastic 210., 0. 300., 0.0309 314., 0.0409 325., 0.05 390., 0.151 438., 0.301 505., 0.701
527., 0.91
** 定义边界条件 *Boundary Set-RP, 1, 1 Set-RP, 2, 2 Set-RP, 3, 3 Set-RP, 4, 4 Set-RP, 5, 5 Set-RP, 6, 6
-------------------------------------------------------------------------------- ** 定义分析步 ** STEP: Step-crash
** 定义分析步Step-crash,分析为显示动态分析 *Step, name=Step-crash
the crash simulation of bumper to wall *Dynamic, Explicit **
---------------------------------------------------------------------------------- **
** 设置写入ODB文件的场变量 *Output, field, variable=PRESELECT ……
** 将ABAQUS默认的历史变量写入ODB文件 *Output, history, variable=PRESELECT *End Step