11.4硬地板跌落测试
在第一个分析中,将照相机跌落在硬地板上。而第二个分析中,将采用具有部分弹性的地板。
11. 4.1跌落测试参数
碰撞平面的方向可能垂直于重力方向,也可能平行于参考面。物体作为一个刚体沿着重力的方向
自由下落,直到碰撞到坚硬平面。基于碰撞时的速度方向和碰撞平面的方向,程序将计算出碰撞的区
域。
11.4.2动态分析
跌落测试的能量损失一般是由于阻尼、摩擦或塑性变形(在使用弹塑性材料时可能发生,我们将在
本章后面的部分看到这种情况)引起。
然而,在跌落测试分析中,SOLIDWORKS Simulation Professional并不支持阻尼,Simulation Premium
才有此功能。本算例不定义摩擦,而且使用线性材料。因此,碰撞不会产生能量损失,模型将在不确
定的周期时间内弹离碰撞平面。
跌落测试需要动态分析jie算器。SOLIDWORKS Simulation将以一种直接时间积分显式的方法来精确
求解该分析。在动态分析的求解中,这是非常耗费计算时间的,但同时又是数值上稳定的一项技术。
阻尼:前面提到,阻尼会带来额外的能量损失。典型的阻尼能量损失是由某些模态阻尼系数(和线性
动力分析一样)或瑞利阻尼系数(和非线性动力分析一样)来确定的。这些阻尼值和结构相关,而且考
虑到了更贴近现实的结构动力特性。在跌落测试分析中,我们可以指定【接触阻尼】。由于求解过程的不
稳定性,可能发生能量不守恒并导致求解无法收敛。在这些情况下,用户可以输入一定的接触阻尼,尽可
能地考虑到能量守恒,从而增加更多的求解稳定性。这类阻尼相关的能量损失只通过接触面发生。当能量
不守恒时,才建议使用该选项,因为该选项只提供数值稳定性,而不是“真正”的阻尼。
11.4.3设置冲击后的求解时间
【冲击后的求解时间】是指第一次碰撞发生后,程序计算碰撞后的响应的一段真实时间。如果指定
了跌落高度,则求解时间不包括物体自由下落的时间。
11.4.5 线性求解与非线性求解
《SOLIDWORKS® Simulation基础教程》(2016版)提到:在一定的载荷和结构的刚度下,模型可能会
有大变形。如果发生了大的结构变形,则必须进行非线性求解。
在碰撞分析中,结构的变形一般为非线性,所以SOLIDWORKS Simulation将【大型位移】分析设置
成默认选项。如果在碰撞中没有发现大的结构变形(这种情况很少).也可以取消【大型位移】选项,从
而使求解变成线性求解。
典型的大变形一般都会引起应力值超过材料的屈服强度。SOLIDWORKS Simulation跌落测试模块可
以采用完全弹塑性材料,使得这种情形下可正确建模。
步骤14运行分析
求解过程将显示如下警告信息:探测到巨大的不平衡能量,求解器将自动改变默认的
单元类型为复杂的四面体单元,并重新求解。