沖擊力模擬實(shí)驗(yàn)

1、.人體損傷生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：沖擊力模擬實(shí)驗(yàn)院系：班級： 2011 級 車輛班:指導(dǎo)老師：二 O一四年一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù).通過開展沖擊力仿真實(shí)驗(yàn)， 學(xué)習(xí)基于 LS-DYNA的有限元基本分析流程和方法，具體包括：1. 對 HYPERMESH和 HYPERVIEW（或 LS-PREPOST）等前后處理軟件的使用；2. 掌握保證仿真精度必須關(guān)注能量和質(zhì)量縮放問題；3. 掌握模型調(diào)試方法；4. 體會不同材料、高度、速度對沖擊力的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備軟件： LS-DYNA、HYPERMESH、HYPERVIEW（或 LS-PREPOST）。硬件：計(jì)算機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果1、分析 K 文件單位

2、制序號項(xiàng)目國際單位制實(shí)際單位制判斷方法測量節(jié)點(diǎn)距離后依據(jù)實(shí)際1長度米（ m）mm經(jīng)驗(yàn)判斷在材料卡片中尋找鋼密度2質(zhì)量千克（ kg）kg的數(shù)值，再與國際單位制下的數(shù)值換算得到在 loadbody卡片中尋找3時(shí)間秒（ s）ms重力加速度的數(shù)值，再與國際單位制下的數(shù)值換算- 2 -得到由已經(jīng)推出的三個(gè)單位制4力牛頓（ N 或 kg?m?s- 2）kN換算得到，即 103?kg?m?- 2= k g ? mm?ms- 2s由已經(jīng)推出的兩個(gè)個(gè)單位5應(yīng)力-2）GPa制換算得到，即9帕（ Pa或 N?m10 ?N?-2-2m =kN?m m2、有限元模型的質(zhì)量縮放與能量問題1）分析 DT2MS對計(jì)算效率及質(zhì)

3、量增加量的影響DT2MSElapsed timeadded massratio-1.112E-06398 seconds0.0000E+000-1.112E-03191 seconds7.0292E-019.8188E-04-1.112E-0219 seconds1.5434E+032.1558E+00分析： DT2MS值越大，計(jì)算時(shí)間就越長，同時(shí)質(zhì)量增加的也越多，降低了計(jì)算效率和結(jié)果的可靠性， 而 DT2MS設(shè)置的過小會使計(jì)算時(shí)間過于冗長。因此在保證計(jì)算精度的條件下要設(shè)置合理的DT2MS值，可減少計(jì)算時(shí)間。2）輸出總能量、動能、能和沙漏能- 3 -3、輸出并分析橡膠墊的沖擊力1）查閱橡膠的材

4、料Rubber：MAT72）查閱車架、撐板、銷軸和沖擊頭的材料車架、撐板、銷軸： MAT1沖擊頭： MAT1- 4 -3）輸出沖擊頭處的沖擊力及兩根連接銷軸的四處接觸力橡膠墊的沖擊力最小且最平緩， 車架軸所受到的沖擊力急促且峰值較大。4）找出系統(tǒng)的最大應(yīng)力及其出現(xiàn)的位置- 5 -由圖可得，最大應(yīng)力值為 2.195E-01（GPa），位于第 136946 號單元 .4、下落高度對沖擊力的影響1）修改沖擊頭距離橡膠墊的高度，初始值為5mm，分別修改為 2mm、 10mm和 15mm，計(jì)算不同高度下落對沖擊力的影響由圖可知，沖擊力隨著高度的增加而增加。5、輸出并分析金屬的沖擊力1）將橡膠墊的材料改為

5、金屬材料，不采用質(zhì)量縮放，分別計(jì)算沖擊力（ CID： 1），對比上述材料與橡膠材料對沖擊力的影響。- 6 -由圖可知，材料由橡膠改為金屬材料后，碰撞時(shí)沖擊力在短時(shí)間急劇增加，且峰值遠(yuǎn)大于橡膠墊時(shí)。2) 找出系統(tǒng)的最大應(yīng)力及其出現(xiàn)的位置由圖可得， 最大應(yīng)力值為 3.045E-01 （ GPa），位于第 162277 號單元。6、定義沖擊頭的速度1）上述仿真分析采用的是自由落體，現(xiàn)將沖擊頭距離橡膠墊的距離調(diào)為1mm，設(shè)定沖擊頭的初速度，分別為0.01m/s ，0.1m/s 和 1m/s（取消- 7 -重力加速度），分析不同初速度對沖擊力的影響由圖可知，沖擊頭初速度越大，沖擊力就越大。2）找出系統(tǒng)的最大應(yīng)力及其出現(xiàn)的位置由圖可得，最大應(yīng)力值為 2.436E-01（GPa），位于第 136916 號